信息磁性功能材料

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在当前信息社会中，除传统的通信技术外，又发展了计算机、微波通信和光通信等高新信

息技术。在这些高新信息技术中需要应用多种信息磁功能材料（简称信磁材料），主要有

磁记录材料、磁存储材料、磁微波材料和磁光材料等。

磁记录材料是磁记录技术所用的磁性材料，包括磁记录介质材料和磁记录头材料（简称磁

头材料）。在磁记录（称为写入）过程中，首先将声音、图像、数字等信息转变为电信号

，再通过记录磁头转变为磁信号，磁记录介质便将磁信号保存（记录）在磁记录介质材料

中。在需要取出记录在磁记录介质材料中的信息时，只要经过同磁记录（写入）过程相反

的过程（称为读出过程），即将磁记录介质材料中的磁信号通过读出磁头，将磁信号转变

为电信号，再将电信号转变为声音（类似电话）、图像（类似电视）或数字（类似计算机

）。对磁记录介质材料的磁特性要求主要是：（1）适当高的矫顽力Hc，（2）高的饱和磁

化强度Ms，（3）高的剩磁比，（4）高的稳定性。目前应用的磁记录介质材料主要有：（

1）铁氧体磁记录材料，如γ型三氧化二铁（γ-Fe2O3）等。（2）金属磁膜磁记录材料，

如铁-钴（Fe-Co）合金膜等。（3）钡铁氧体（BaFe12O19）系垂直磁记录材料等。对磁记

录头材料的磁特性要求主要是：（1）高的磁导率μ，（2）高的饱和磁化强度Ms，（3）低

的矫顽力Hc，（4）高的磁稳定性。目前应用的磁记录头材料主要有：（1）铁氧体磁头材

料，如锰-锌-铁氧体（Mn，Zn）Fe2O4系统等，（2）高硬度磁性金属磁头材料，如铁-镍-

铌（Fe-Ni-Nb）系磁性合金等。（3）非晶磁头材料，如铁-镍-硼（Fe-Ni-B）系非晶合金

等。

磁存储材料是电子计算机存储器所用的磁性材料。较早应用的是磁滞回线接近矩形的矩磁

材料，利用其两个剩磁态+Br和-Br表示计算机中的“1”和“0”状态，再利用两个电流重

合便可以“写入”（Wx，Wy）和“读出”（Rx，Ry）二进位制的“1”和“0”（如图4所示

）。对矩磁材料的磁特性要求主要是：（1）高的剩磁比Br/Bm，低的矫顽力Hc，（3）短的

开关时间，（4）高的信号/噪声比。可以应用的矩磁材料有：（1）铁氧体磁芯材料，如锰

-镁铁氧体（Mn，Mg）Fe2O4系统等，（2）金属磁膜材料，如铁-镍（Fe-Ni）系金属磁膜等

。巨磁电阻材料是正在研究和试验的一类新型磁存储器材料，这种磁存储器同目前应用的

半导体磁存储器相比还有其特点和优点，因而受到多方面的重视。



图4　磁滞回线接近矩形

磁微波材料是微波电子学技术中常用的材料。雷达、卫星通信、电子战和射电天文学等都

是微波电子学技术的重要应用。在这些应用中一般要应用三大类磁性材料。第一类是旋磁

材料，应用于各种正反传播方向的特性不同的非互易微波器件，如正反传播方向的阻抗很

不相同的旋磁隔离器和旋磁环行器等，所用的旋磁材料主要是高旋磁性高电阻率的旋磁铁

氧体材料，如石榴石型的钇铁氧体（Y3Fe5O12）系统，磁铅石型的钡铁氧体（BaFe12O19）

系统等。第二类是磁微波吸收材料，应用于各种吸收微波的器件和设备中，要求磁微波吸

收材料具有高的电磁波吸收系数和宽的电磁波吸收频带，在这方面应用的有以磁性金属粉

末或薄膜为组元的复合吸收材料，六角晶系复合铁氧体等。第三类是多种应用磁场的，微

波电子管如磁控管、行波管、返波管和自由电子激射器等中所用的永磁材料等。

磁光材料是激光、光电子学和正在发展的光子学中所用多种磁光效应器件使用的磁性材料

。对磁光材料的磁特性要求主要是：（1）高的磁光效应，如高的法拉第磁光旋转角和克尔

磁光旋转角，（2）低的磁光损耗，（3）宽的磁光效应频带，（4）高的稳定性。当前应用

的磁光材料有3大类：（1）金属磁光材料，如锰-铋（Mn-Bi）系合金等，（2）铁氧体磁光

材料，如石榴石型铋-钆-铁-镓-氧（Bi-Gd-Fe-Ga-O）系铁氧体等，（3）非晶磁光材料，

如钆-钴（Gd-Co）系非晶合金等。

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