磁性材料论文选题方向

先介绍一下居里点the Curie temperature 居里点或居里温度是指材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变的温度。低于居里点温度时该物质成为铁磁体，此时和材料有关的磁场很难改变。当温度高于居里点温度时,该物质成为顺磁体，磁体的磁场很容易随周围磁场的改变而改变。这时的磁敏感度约为10的负6次方。19世纪末，著名物理家居里在自己的实验室里发现磁石的一个物理特性，就是当磁石加热到一定温度时，原来的磁性就会消失。后来，人们把这个温度叫“居里点”。在地球上，岩石在成岩过程中受到地磁场的磁化作用，获得微弱磁性，并且被磁化的岩石的磁场与地磁场是一致的。这就是说，无论地磁场怎样改换方向，只要它的温度不高于“居里点”，岩石的磁性是不会改变的。根据这个道理，只要测出岩石的磁性，自然能推测出当时的地磁方向。这就是在地学研究中人们常说的化石磁性。在此基础之上，科学家利用化石磁性的原理，研究地球演化历史的地磁场变化规律，这就是古地磁说。 为了寻找大陆漂移说的新证据，科学家把古地磁学引入海洋地质领域，并取得令人鼓舞的成绩。 第二次世界大战之后，科学家使用高灵敏度的磁力探测仪，在大西洋洋中脊上的海面进行古地磁调查。之后，人们又使用磁力仪等仪器，以密集测线方式对太平洋进行古地磁测量。两次调查的资料使人们惊奇地发现，在大洋底部存在着等磁力线条带，而且呈南北向平行于大洋洋中脊中轴线的两侧，磁性正负相间。每条磁力线条带长约数百千米，宽度在数十千米至上百千米之间不等。海底磁性条带的发现，成为本世纪地学研究的一大奇迹。1963年，英国剑桥大学的一位年轻学者FJ瓦因和他的老师DH马修斯提出，如果“海底扩张”曾经发生过，那么，大洋中脊上涌的熔岩，当它凝固后应当保留当时地球磁场的磁化方向。就是说在洋脊两侧的海底应该有磁化情况相同的磁性条带存在。当地球磁场发生反转时，磁性条带的极性也应该发生反转，磁性条带的宽度可以作为两次反转时间的度量标准。这个大胆的假说，很快被证实了，人们在太平洋、大西洋、印度洋都找到了同样对称的磁性条带。不仅如此，科学家还计算出在7600万年中，地球曾发生过171次反转现象。 研究还发现，地球磁场两次反转之间的时间最长周期约为300万年，最短的周期约为5万年，两次反转的平均周期约为42～48万年。目前，地球的磁场方向己保留70万年了，所以，人们预感到一个新的磁场变化可能正在向我们靠近。 对于海底磁性条带的研究仍在继续之中，许多问题仍找不到令人满意的答案。例如，对于地球磁场为什么要来回反转这个最基本的问题，就无法解释清楚。尽管科学家们提出过种种假说，但其真正的原因还是不清楚的。也就是说，地球发生磁场转向的内在规律之谜，有待于科学家们去继续探索。再介绍铁磁材料 （1）铁磁性物质只要在很小的磁场作用下就能被磁化到饱和，不但磁化率＞0，而且数值大到10－106数量级，其磁化强度M与磁场强度H之间的关系是非线性的复杂函数关系。这种类型的磁性称为铁磁性。 （2）铁磁性物质只有在居里温度以下才具有铁磁性；在居里温度以上，由于受到晶体热运动的干扰，原子磁矩的定向排列被破坏，使得铁磁性消失，这时物质转变为顺磁性。 （3）特点 A、磁性很强，通常所说的磁性材料主要是指这类物质。 B、磁滞现象。 C、自发磁化： 铁磁性物质内的原子磁矩，通过相邻晶格结点原子的电子壳层的作用，克服热运动的无序效应，原子磁矩是按区域自发平行排列、有序取向，按不同的小区域分布，这种现象称为自发磁化。 未配对的3d电子壳层： Fe、Ni、Co、Mn D、磁畴 自发磁化的小区域，称为磁畴。各个磁畴之间的交界面称为磁畴壁。 然后说明一下测量实验铁磁材料的居里点实验目的：初步了解铁磁物质有铁磁性转变为顺磁性的微观原理，学习用JLD——Ⅱ型居里点测试仪测量居里温度的原理和方法。实验仪器：JLD——Ⅱ型居里点测试仪一套（主机一台、加温炉一台、样品5只）、ST16B型示波器实验原理：对于铁磁物质来讲，由于有磁畴的存在，因此在外加的交变磁场作用下将产生磁滞现象。磁滞回线就是磁滞现象的主要表现。如果将铁磁物质加热到一定的温度，由于金属点阵中的热运动的加剧，磁畴遭到破坏时，铁磁物质将转变为顺磁物质，磁滞现象消失，铁磁物质这一转变温度称为居里点。本居里点测试仪就是通过观察示波器上显示的磁滞回线的存在与否来观察测量铁磁物质的这一转变温度的。本仪器通过给绕在样品上的线圈通交变电流，从而产生交变磁场。在给加热炉加热过程中，在示波器上找出居里点。 实验步骤：1、将加热炉的连线接于电源箱前面的两接线柱上。将铁磁材料样品与电源箱用专用线连接，并把样品放在加热炉中。将温度传感器、降温风扇的接插件与接在电源前面板上的传感器接插件对应相接。2、将B输出与示波器上的Y输入，H输出与X输入用专用线相连接，“升温——降温”开关打向升温，开启电源箱上的电源开关，并适当调节示波器上Y、X调节，示波器上就显示出了磁滞回线。3、炉上的两风门（旋钮方向和加热炉的轴线方向垂直），将“测量——设置”开关打向“设置”，设定好炉温后，打向“测量”，加热炉工作，炉温逐渐升向设置的温度。4、温达到该样品的居里点时，磁滞回线消失，同时数显温度表显示测量的温度值——居里点。打开加热炉上的两风门（风门上的旋钮方向和加热炉的轴线方向平行），把“升温——降温”开关打向降温，让加热炉降温后，换一样品重复上述过程，直到样品测完为止。

应用物理学专业旨在培养运用物理学的基本理论、方法和计算机及网络技术，研究物质的基本运动规律、物质结构理论和时空理论，具有扎实的物理学理论基础和计算机应用能力，在交叉学科及跨学科领域具有较强开拓能力的专门人才。应用物理学专业考研方向主要有三个：磁学与新型磁性材料专业方向、电子材料与器件工程专业方向、新金属材料物理专业方向。1、磁学与新型磁性材料专业方向：培养与国民经济建设密切相关的磁性薄膜物理、磁记录物理、新型磁记录材料、磁光存储材料、非晶磁性及铁磁体的超精细相互作用等方面具有坚实理论基础、实验工作能和利用计算机进行多道分析、模拟设计的磁学和磁性材料方面的专门人才。2、电子材料与器件工程专业方向：培养能够适应信息材料与器件领域国民经济建设和高新技术发展需要的、具有坚实理论基础和实际工作能力的、在企事业单位从事信息材料（微电子材料、光电子材料、光子材料等）的制备和物性研究及新型电子器件、光电子器件的设计、制造和应用开发的科研、教学、科技管理专门人才。3、 新金属材料物理专业方向：培养从事金属及合金的物理、力学、化学性能及其理论研究，新型结构及功能材料探索和研制，金属材料的热处理及表面改性研究与开发等方面的专门人才。应用物理学专业考研建议如果喜欢纯物理学的研究那就不要选择应用物理学方向。可以选择一些偏工科的方向报考。选择光学工程方向。其小方向有激光技术、光学精密测量、光电传感等。较好的学校有浙江大学、清华大学、天津大学等。不嫌地域偏远的话，可以选择兰州大学（甘肃兰州），兰大的物理学全国算是很强的尤其是其核物理学。现在核能方面需要大量技术人员，也许是个不错的选择。热动力工程或者能源工程方向，这方面现在是热门。西安交通大学，华中科技大学等。量子通信方向，中国科学技术大学（安徽合肥）是全国领先的。这方面的技术可是国际热点，需要大量人才。还有现在国家航天科技迅速发展，也可以选择与航天有关的专业，比如北京航空航天大学。计算机专业全国领先的学校是清华大学、国防科技大学、哈尔滨工业大学、南京大学、中国科学技术大学等。如果成绩一般，不是那么有信心的话，可以报考中等的院校，但最好是211工程的；如合肥工业大学等。在选择时，可以到学校网站查询一下其专业目录，最好选择是国家或省级重点的专业。

1、软磁材料的发展软磁材料在工业中的应用始于19世纪末。随着电力工及电讯技术的兴起，开始使用低碳钢制造电机和变压器，在电话线路中的电感线圈的磁芯中使用了细小的铁粉、氧化铁、细铁丝等。到20世纪初，研制出了硅钢片代替低碳钢，提高了变压器的效率，降低了损耗。直至21世纪，硅钢片在电力工业用软磁材料中仍居首位。到20世纪20年代，无线电技术的兴起，促进了高导磁材料的发展，出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。从40年代到60年代，是科学技术飞速发展的时期，雷达、电视广播、集成电路的发明等，对软磁材料的要求也更高，生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体材料。进入70年代，随着电讯、自动控制、计算机等行业的发展，研制出了磁头用软磁合金，除了传统的晶态软磁合金外，又兴起了另一类材料——非晶态软磁合金。 2、常用软磁磁芯的种类铁、钴、镍三种铁磁性元素是构成磁性材料的基本组元。按（主要成分、磁性特点、结构特点）制品形态分类：(1) 粉芯类： 磁粉芯，包括：铁粉芯、铁硅铝粉芯、高磁通量粉芯（High Flux）、坡莫合金粉芯（MPP）、铁氧体磁芯(2) 带绕铁芯：硅钢片、坡莫合金、非晶及纳米晶合金2、含自由基磁性高分子一种形成有机自旋体系的方法是使有机自由基形成一定的有序结构，进而表现出铁磁性。可以设计分子结构，通过氢键使自由基相互连接，得到磁有序状态，第一个通过氢键组合自由基形成的有机铁磁体是在1994年由Sugawara等合成的。之后，Veciana等也制备了几种类似结构的苯基硝基硝氧基自由基的衍生物，其中一种间位结构的RSNN在45k有铁磁性的相转变。另一种方法是制备成高分子使有机自由基稳定并呈现铁磁性有序。从合成有机聚合物铁磁体来看，聚二乙炔衍生物要比聚乙炔衍生物更易使其中的自由基稳定和呈现铁磁性。将含有有机自由基的单体聚合，通过高分子链的传递作用使自由基中的电子自旋发生耦合，从而表现出宏观的磁性。如Ovchinnikov等在1987年制备的第一个有机磁性高分子BIPO，单体分子中具有两个可进行聚合反应的三键，以及两个带有哌啶环的亚硝酰稳定的自由基。Ovchinnikov提出了超交换模型，从理论上分析了这种含自由基的高分子的磁性来源。更多内容参照刘爽老师论文。