磁化和磁性材料

與非磁性空間中的場相比，具有磁性的物質的存在表現為磁場參數的變化。微觀表示中發生的物理過程與材料在微電流磁矩磁場影響下的外觀有關，其體積密度稱為磁化矢量。

當你把它放在裡面時，物質中的磁化現象 磁場 解釋為在磁場方向上在其中循環的微電流中逐漸優先取向磁矩的過程。在物質中產生微電流的一個巨大貢獻是電子的運動：與原子相關的電子的旋轉和軌道運動，傳導電子的自旋和自由運動。

根據其磁性，所有材料都分為順磁體、抗磁體、鐵磁體、反鐵磁體和鐵氧體……材料屬於一類還是另一類取決於電子磁矩對磁體的反應性質在多電子原子和晶體結構中電子彼此之間的強相互作用條件下的場。

抗磁體和順磁體是弱磁性材料。在鐵磁體中觀察到更強的磁化效應。

此類材料的磁化率（磁化強度與場強矢量的絕對值之比）為正值，可達數万。在鐵磁體中，形成了自發單向磁化區域——磁疇。

鐵磁性 在過渡金屬晶體中觀察到：鐵、鈷、鎳和一些合金。

當施加強度增加的外部磁場時，最初以不同方式在不同區域定向的自發磁化矢量逐漸沿相同方向排列。這個過程稱為技術磁化……它的特點是初始磁化曲線——感應或磁化對 產生的磁場強度 在材料中。

對於相對較小的場強（第 I 部分），磁化強度會迅速增加，這主要是由於磁疇尺寸的增加，磁化方向在場強矢量方向的正半球。同時，負半球的磁疇尺寸按比例縮小。在較小程度上，這些區域的尺寸發生變化，其磁化方向更接近與強度矢量正交的平面。

隨著強度的進一步增加，疇磁化矢量沿場的旋轉過程占主導地位（第二部分），直到達到技術飽和（點 S）。電子的熱運動阻礙了由此產生的磁化強度的後續增加和場中所有區域的相同取向的實現。 III區在本質上類似於順磁過程，其中磁化強度的增加是由於熱運動導致的少數自旋磁矩的定向失調。隨著溫度的升高，失定向的熱運動增加，物質的磁化強度降低。

對於給定的鐵磁材料，存在一定的溫度，在該溫度下疇結構的鐵磁排序和磁化強度消失。材料變成順磁性的。這個溫度稱為居里點。對於鐵，居里點對應於 790°C，對於鎳 - 340°C，對於鈷 - 1150°C。

將溫度降低到居里點以下再次恢復材料的磁性：如果沒有外部磁場，則具有零網絡磁化的疇結構。因此，採用居里點以上的鐵磁性材料製成的加熱產品，使其完全消磁。

初始磁化曲線

鐵磁材料的磁化過程根據磁場的變化分為可逆和不可逆。如果在去除外場干擾後，材料的磁化強度恢復到原來的狀態，那麼這個過程就是可逆的，否則就是不可逆的。

當區域中的磁化矢量旋轉時，在疇壁的小位移處和區域 II、III 的區域 I 磁化曲線（瑞利區）的小初始段中觀察到可逆變化。第一部分的主要部分涉及一個不可逆的磁化反轉過程，它主要決定鐵磁材料的滯後特性（磁場變化引起的磁化變化滯後）。

稱為曲線的磁滯迴線反映了在周期性變化的外部磁場的影響下鐵磁體的磁化強度的變化。

在測試磁性材料時，針對磁場參數 B (H) 或 M (H) 的函數構造磁滯迴線，其含義是在材料內部在固定方向上的投影中獲得的參數。如果材料之前已完全消磁，則磁場強度從零逐漸增加到 Hs 會從初始磁化曲線（第 0-1 節）中給出許多點。

點 1 — 技術飽和點 (Bs, Hs)。隨後將材料內部的力 H 減小到零（第 1-2 節），可以確定剩磁 Br 的極限（最大值）值，並進一步降低負磁場強度以實現完全退磁 B = 0（第2-3) 在點H = -HcV - 磁化時的最大矯頑力。

此外，該材料在 H = — Hs 時沿負方向磁化至飽和（第 3-4 節）。正方向的場強變化會關閉沿 4-5-6-1 曲線的極限磁滯迴線。

通過改變對應於部分對稱和不對稱滯後循環的磁場強度，可以實現滯後極限循環內的許多材料狀態。

磁滯：1——初始磁化曲線； 2——滯環極限循環； 3——主磁化曲線； 4 — 對稱部分循環； 5 — 非對稱部分循環

部分對稱的磁滯循環將它們的頂點放在主磁化曲線上，主磁化曲線被定義為這些循環的頂點集，直到它們與極限循環重合。

如果起點不在場強對稱變化的主磁化曲線上，以及場強在正方向或負方向上的不對稱變化，則形成部分不對稱磁滯迴線。

根據矯頑力的大小，鐵磁材料分為軟磁和硬磁。

軟磁材料在磁系統中用作磁芯...這些材料具有低矯頑力，高 磁導率 和飽和感應。

硬磁材料具有較大的矯頑力，在預磁化狀態下用作 永久磁鐵 — 磁場的主要來源。

有一些材料，根據它們的磁性，反鐵磁體屬於……相鄰原子自旋的反平行排列在能量上對它們更有利。由於晶格不對稱性，已經創建了具有顯著固有磁矩的反鐵磁體......這種材料稱為亞鐵磁體（鐵氧體）......與金屬鐵磁材料不同，鐵氧體是半導體並且具有顯著更低的能量損失 交變磁場中的渦流.

各種鐵磁材料的磁化曲線