磁化和磁性材料

与非磁性空间中的场相比，具有磁性的物质的存在表现为磁场参数的变化。微观表示中发生的物理过程与材料在微电流磁矩磁场影响下的外观有关，其体积密度称为磁化矢量。

当你把它放在里面时，物质中的磁化现象 磁场 解释为在磁场方向上在其中循环的微电流中逐渐优先取向磁矩的过程。在物质中产生微电流的一个巨大贡献是电子的运动：与原子相关的电子的旋转和轨道运动，传导电子的自旋和自由运动。

根据其磁性，所有材料都分为顺磁体、抗磁体、铁磁体、反铁磁体和铁氧体……材料属于一类还是另一类取决于电子磁矩对磁体的反应性质在多电子原子和晶体结构中电子彼此之间的强相互作用条件下的场。

抗磁体和顺磁体是弱磁性材料。在铁磁体中观察到更强的磁化效应。

此类材料的磁化率（磁化强度与场强矢量的绝对值之比）为正值，可达数万。在铁磁体中，形成了自发单向磁化区域——磁畴。

铁磁性 在过渡金属晶体中观察到：铁、钴、镍和一些合金。

当施加强度增加的外部磁场时，最初以不同方式在不同区域定向的自发磁化矢量逐渐沿相同方向排列。这个过程称为技术磁化……它的特点是初始磁化曲线——感应或磁化对 产生的磁场强度 在材料中。

对于相对较小的场强（第 I 部分），磁化强度会迅速增加，这主要是由于磁畴尺寸的增加，磁化方向在场强矢量方向的正半球。同时，负半球的磁畴尺寸按比例缩小。在较小程度上，这些区域的尺寸发生变化，其磁化方向更接近与强度矢量正交的平面。

随着强度的进一步增加，畴磁化矢量沿场的旋转过程占主导地位（第二部分），直到达到技术饱和（点 S）。电子的热运动阻碍了由此产生的磁化强度的后续增加和场中所有区域的相同取向的实现。区域III在性质上类似于顺磁过程，其中磁化强度的增加是由于热运动导致的少数自旋磁矩的定向失调。随着温度的升高，失定向的热运动增加，物质的磁化强度降低。

对于给定的铁磁材料，在一定温度下畴结构的铁磁排序和磁化消失。材料变成顺磁性的。这个温度称为居里点。对于铁，居里点对应于 790°C，对于镍 - 340°C，对于钴 - 1150°C。

将温度降低到居里点以下再次恢复材料的磁性：如果没有外部磁场，则具有零网络磁化的畴结构。因此，采用居里点以上的铁磁性材料制成的加热产品，使其完全消磁。

初始磁化曲线

铁磁材料的磁化过程根据磁场的变化分为可逆的和不可逆的。如果在去除外场干扰后，材料的磁化强度恢复到原来的状态，那么这个过程就是可逆的，否则就是不可逆的。

当区域中的磁化矢量旋转时，在畴壁的小位移处和区域 II、III 的区域 I 磁化曲线（瑞利区）的小初始段中观察到可逆变化。第一部分的主要部分涉及不可逆的磁化反转过程，它主要决定铁磁材料的滞后特性（磁场变化导致磁化变化的滞后）。

称为曲线的磁滞回线反映了在周期性变化的外部磁场的影响下铁磁体的磁化强度的变化。

在测试磁性材料时，磁滞回线是针对磁场参数 B (H) 或 M (H) 的函数构建的，其含义是所获得的材料内部参数在固定方向上的投影。如果材料之前已完全消磁，则磁场强度从零逐渐增加到 Hs 会从初始磁化曲线（第 0-1 节）中给出许多点。

点 1 — 技术饱和点 (Bs, Hs)。随后将材料内部的力 H 减小到零（第 1-2 节），可以确定剩磁 Br 的极限（最大值）值，并进一步降低负磁场强度以实现完全退磁 B = 0（第2-3) 在点H = -HcV - 磁化时的最大矫顽力。

此外，该材料在 H = — Hs 时沿负方向磁化至饱和（第 3-4 节）。正方向的场强变化会关闭沿 4-5-6-1 曲线的极限磁滞回线。

通过改变对应于部分对称和不对称滞后循环的磁场强度，可以实现滞后极限循环内的许多材料状态。

磁滞：1——初始磁化曲线； 2——滞环极限循环； 3——主磁化曲线； 4 — 对称部分循环； 5 — 非对称部分循环

部分对称的磁滞循环将它们的顶点放在主磁化曲线上，主磁化曲线被定义为这些循环的顶点集，直到它们与极限循环重合。

如果起点不在场强对称变化的主磁化曲线上，以及场强在正方向或负方向上的不对称变化，则形成部分不对称磁滞回线。

根据矫顽力的大小，铁磁材料分为软磁和硬磁。

软磁材料在磁系统中用作磁芯...这些材料具有低矫顽力，高 磁导率 和饱和感应。

硬磁材料具有较大的矫顽力，在预磁化状态下用作 永久磁铁 — 磁场的主要来源。

根据它们的磁性，有些材料属于反铁磁体......相邻原子自旋的反平行排列在能量上对它们更有利。由于晶格不对称性，已经创建了具有显着固有磁矩的反铁磁体......这种材料称为亚铁磁体（铁氧体）......与金属铁磁材料不同，铁氧体是半导体并且具有显着更低的能量损失 交变磁场中的涡流.

各种铁磁材料的磁化曲线