第六章 材料磁学性能2
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磁学性能 磁52020
• H=Hmsin(t)； B=Bm sin(t- )=Bmcos sin(t)+ Bmsin sin(t-π/2) 第一项与Hm同相位，定义磁导率的实部：
Bm cos
Hm
第二项比Hm落后π/2，定义磁导率的实部：
Bm sin
Hm
• 磁导率=B/H表现为复数。
可以算出，材料磁化一个时间周期内单位时间、单位体积的平均 能量损耗为：
由此感应电压信号将发生畸变（即失真）。实 际工作中往往提出如何减小高次谐波的问题 。
• 在弱交变磁场合高频情况下，B的变化比较 简单，对于正弦变化的交变磁场Hmsint， 磁感应强度B也是正弦变化的，但是在时间 上有相位差，可以表示为：
• B=Bm sin(t- )=Bmcos sin(t)+ Bmsin sin(t-π/2)
振、畴壁共振或驰豫过程。在自然共振， ’’达到极值，自然共 振频率fr表示材料使用的上限频率。
3。动态磁化过程交流损耗除了磁滞损耗，还 有涡流损耗和磁后效，畴壁共振，自然共 振产生的能量损耗.
•在交变磁场下使用的磁性材料希望：高磁导率和低损耗。 •评价参数：’, tan= ’’ /’ 。
W耗能 f0'' Hm2 •降低(或者增加）材料的能 量损耗是铁磁性材料在交 流磁场应用时最关心的问 题。 •理解: 交流磁化时磁滞回 线的面积增大,损耗增加
在烧结的NdFeB和SmCo5磁体中， 矫顽力是由反磁化核的形核控制的 。
• 材料的磁晶各向异性常数很大，在反磁化的过 程中形成一个临界大小的反磁化畴十分困难， 例如单轴各向异性材料磁晶各向异性能：
E K Ku1 sin2 Ku2 sin4
磁晶各向异性常数大， Hc大
材料物理性能 课件 第六部分 材料的磁性能
有交换相互作用
1、磁性的起源
磁畴：每个区域内部包含大量原子，这些原子的 磁矩都像一个个小磁铁那样整齐排列，但相邻的 不同区域之间原子磁矩排列的方向不同
单晶磁畴结构示意图
多晶磁畴结构示意图
1、磁性的起源
磁光效应：线偏振光透过放置磁场中的物 质，沿着磁场方向传播时，光的偏振面发 生旋转的现象。 对磁畴进行可视化
4、磁性材料的应用
由于软磁材料磁滞损耗小，适合用在交变磁场中，如 变压器铁芯、继电器、电动机转子、定子都是用软磁 材料制成。 常见的软磁材料有：铁、坡莫合金、硅钢片、铁铝合 金、铁镍合金等。
变压器
磁性传感器
4、磁性材料的应用
硬磁材料 I、具有较大的矫顽力， 典型值Hc＝104～106A/m； II、剩磁很大； III、充磁后不易退磁。 IV、高的稳定性 对外加干扰磁场和温度、 震动等环境因素变化的高 稳定性。
• 1991年，英国航空公司一架波音767，从曼谷起飞后不久 失事，造成233人遇难：经查实是笔记本电脑导致了机上 一台计算机失控；
• 1996年巴西空难、1998年台湾空难：乘客违规使用了手 机；
• 2000年1月，某航班从湛江起飞后航线偏离了10海里：发 现有乘客在起飞过程中使用手机；
• 2000年2月，某航班在郑州机场降落时，导航信号不正常： 发现有乘客在降落过程中使用手机，干扰了导航系统，使 飞机无法降落。
晶粒度与矫顽力
进一步减小， 各单畴晶粒发 生转动的可能 性将越来越大 （更容易转 动）。所以矫 顽力反而减小。
晶粒度与矫顽力
4、磁性材料的应用
磁滞回线围成的面积，可以简单理解为外磁场对磁性材料做的功 对于交流环境，温度累计会使得材料的温度急剧上升。
材料磁学性能(材料科学基础)
➢ 在外磁场中，这类磁化了的介质内部，B小于真空中的B0 ➢ 抗磁性物质的抗磁性一般很微弱，磁化率一般为-10-5 磁化率χ ＜0，相对磁导率μr ＜1，磁感应强度B < B0 ➢ 周期表中前18个元素主要表现为抗磁性，这些元素构成了陶 瓷材料中几乎所有的阴离子，如O2-、F-、Cl-、S2-等。
h
2
（3）磁感应强度
真空
B。＝。H 。
B 磁感强度（Wb·m-2） (magnetic flux density)
H 磁场强度（A·m-1）(magnetic field strength)
0 真空磁导率，4×l0-7（H／m） (亨/米）
介质 B0(HM )HM: 磁化强度
h
3
（4）磁化率 χ(magnetic susceptibility)
➢ 不具“永久磁矩” ：原子各层都充满电子（电子自旋磁矩相互抵消）
如锌(3d104s2)，具有各层都充满电子的原子结构，其电子磁矩相互 抵消，因而不显磁性。
h
5
（2）“交换”作用
铁具有很强的磁性，这种磁性称为铁磁性。铁磁性除与电子结构有关外， 还决定于晶体结构。
处于不同原子间的、未被填满壳层上的电子发生特殊的相互作用，这种 相互作用称为“交换”作用。这是因为在晶体内，参与这种相互作用的电子 已不再局限于原来的原子，而是“公有化”了，原子间好象在交换电子，故 称为“交换”作用。
由这种“交换”作用所产生的“交换能”J与晶格的原子间距有密切关系。 当距离很大时，J接近于零，随着距离的减小，相互作用有所增加。 J为正值，就呈现出铁磁性，J为负值，就呈现出反铁磁性。
a：原子间距 D：未被填满的电子壳层直h 径
a/D ＞3时 交换能为正值， 为铁磁性 a/D ＜3时 交换能为负值， 为反铁磁性
h
2
（3）磁感应强度
真空
B。＝。H 。
B 磁感强度（Wb·m-2） (magnetic flux density)
H 磁场强度（A·m-1）(magnetic field strength)
0 真空磁导率，4×l0-7（H／m） (亨/米）
介质 B0(HM )HM: 磁化强度
h
3
（4）磁化率 χ(magnetic susceptibility)
➢ 不具“永久磁矩” ：原子各层都充满电子（电子自旋磁矩相互抵消）
如锌(3d104s2)，具有各层都充满电子的原子结构，其电子磁矩相互 抵消，因而不显磁性。
h
5
（2）“交换”作用
铁具有很强的磁性，这种磁性称为铁磁性。铁磁性除与电子结构有关外， 还决定于晶体结构。
处于不同原子间的、未被填满壳层上的电子发生特殊的相互作用，这种 相互作用称为“交换”作用。这是因为在晶体内，参与这种相互作用的电子 已不再局限于原来的原子，而是“公有化”了，原子间好象在交换电子，故 称为“交换”作用。
由这种“交换”作用所产生的“交换能”J与晶格的原子间距有密切关系。 当距离很大时，J接近于零，随着距离的减小，相互作用有所增加。 J为正值，就呈现出铁磁性，J为负值，就呈现出反铁磁性。
a：原子间距 D：未被填满的电子壳层直h 径
a/D ＞3时 交换能为正值， 为铁磁性 a/D ＜3时 交换能为负值， 为反铁磁性
无机材料磁学性能资料 (2)
反铁磁性无机材料
总结词
反铁磁性无机材料具有弱磁性，其磁化强度与磁场方向相反 ，且在零磁场下具有自发磁化强度。
详细描述
反铁磁性无机材料在外部磁场的作用下，其磁化强度与磁场 方向相反。当外部磁场消失时，材料仍具有一定的自发磁化 强度。其导磁率较低，不表现出明显的磁滞现象。
顺磁性无机材料
总结词
顺磁性无机材料具有非常弱的磁性， 其磁化强度与磁场方向相同，且在零 磁场下无自发磁化强度。
自发磁化是指物质在没有外磁场作用时内部存在的磁化现象，而感应磁化则是通过 外部磁场的作用使物质获得磁性。
无机材料磁学性能的重要性
无机材料在许多领域中都有广泛的应用， 如电子、通信、能源、医疗等。了解无 机材料的磁学性能对于优化材料性能、 开发新型功能材料以及推动相关领域的
技术进步具有重要意义。
磁学性能是衡量无机材料性能的重要指 标之一，包括磁导率、磁化强度、磁矩 等参数。这些参数决定了材料在磁场作 用下的行为和表现，对于材料的实际应
磁存储技术发展
随着科技的不断进步，磁 存储技术也在不断发展， 如垂直磁记录技术等。
磁性传感器
磁性传感器原理
利用无机材料磁学性能，如磁阻效应、 霍尔效应等，检测磁场变化，实现物 理量的测量。
磁性传感器应用
磁性传感器发展趋势
随着技术的不断发展，磁性传感器正 朝着高灵敏度、高精度、小型化的方 向发展。
广泛应用于磁场检测、电流检测、位 置检测等领域。
无机材料磁学性能资料
• 引言 • 无机材料磁学性能的基本概念 • 无机材料的磁学性能 • 无机材料磁学性能的应用 • 无机材料磁学性能的未来发展
01
引言
磁学简介
磁学是一门研究磁场和磁性物质的相互作用的科学。磁学在物理学、工程学、材料 科学等领域有着广泛的应用，如磁记录、磁悬浮、磁感应加热等。
磁学性能课件
二、材料的磁学性能内容：材料磁性的本质、抗磁性、顺磁性及铁磁性）：（一）基本磁学性能材料所在空间的磁场强度是外加磁场强度H和材料磁化强度M之和：H总= H + M = H (1+χ)。
磁化率：χ，表示材料在磁场中磁化的难易程度。
Μ=χΗ。
根据磁化率的符号和大小，可将材料的磁性分为铁磁性、亚铁磁性、反铁磁性、顺磁性和抗磁性。
磁感应强度Β：通过磁场中某点，垂直于磁场方向单位面积的磁力线数。
Β = μΗ，μ：磁导率。
Β = μ0Η总=μ0 (1+χ) H。
μ0 (1+χ) =μ。
相对磁导率: μr= μ/μ0 = 1 + χ（一）基本磁学性能磁偶极子：强度相等、极性相反且其距离无限接近的一对“磁荷”。
p m = ml 。
磁极化强度：单位体积内磁偶极矩矢量和。
J=∑p m /∆V, J = μ0M对磁偶极子外加一夹角为θ的恒磁场，磁偶极子受到的作用力矩为Τ = pm ×H 。
当θ为0时，力矩为0，磁偶极子处于稳定状态。
在磁场作用下，磁偶极子将转向与磁场平行的方向，该过程中磁场对磁矩所做的功为：E = ∫Td θ= p m H cos θ。
静磁能：原子磁矩与外加磁场的相互作用能。
（二）抗磁性与顺磁性材料分类：抗磁性、顺磁性与铁磁性抗磁性：材料受外磁场H 作用后，感生出和H 相反的磁化强度，使磁场减弱。
磁化率χ＜0，抗磁性的磁化率约10-4–10-6，且和温度、磁场无关。
材料的抗磁性来源于将材料放入外磁场中时，外磁场对电子轨道运动产生洛仑兹力，附加磁矩方向与外磁场方向相反。
抗磁矩为外磁场对电子轨道运动的作用结果，任何材料在磁场作用下都产生抗磁性。
抗磁磁化率绝对值很小，只有在材料的原子、离子或分子固有磁矩为0时，才能观察出抗磁性。
Cu, Au, Ag 及大多数有机材料在室温下是抗磁性材料，超导态的超导体也是抗磁性材料。
形成抗磁矩的示意图（二）抗磁性与顺磁性 顺磁性：材料在外磁场中感生出和H 相同方向的磁化强度，使磁场略有增强。
材料磁学性能-磁学性能(第二节)
1931年首次获得了磁畴壁的显微照片
磁畴
磁畴
磁畴壁
小箭头代表原子磁偶极子
1
在分子场假说的基础上，发展了自发磁化理论，解释了铁磁性的本质 在磁畴假说的基础上发展了技术磁化理论，解释了铁磁体在磁场中的行为 在磁畴的实验观察基础上发展了现代的铁磁性理论
2
1. 自发磁化理论
铁磁性材料的磁性是自发磁化产生的。磁化过程（又称感磁或充磁）：把物质本 身的磁性显示出来，而不是由外界向物质提供磁性的过程 （1）铁磁性产生的原因 铁磁性物质自发磁化的根源是原子（正离子）磁矩，而且在原子磁矩中起主要作 用的是电子自旋磁矩
若铁磁体的尺寸为l0，放在磁场中磁化时，其尺寸变为l，则长度的相对变化为：
λ = l−l0 l0 λ称为线磁致伸缩系数。随着外磁场的增强，铁磁体的磁化强度增强，这时⏐λ⏐
也随之增大。当磁化场H等于饱和磁化场HS时，磁化强度达到饱和值MS，此时
λ=λS，称为饱和磁致伸缩系数。对于一定的材料，λS是个常数
只有当原子核之间的距离Rab与参加交换 J 反铁磁性 铁磁性 顺磁性 作用的电子壳层半径r之比大于3时，交 + 换积分才有可能为正
铁、钴、镊以及某些稀土元素满足自发 磁化的条件
_
1 2 3 4 5 6 7 Rab/r
4
综上述，铁磁性的产生需要两个条件： 原子内部要有未填满的电子壳层 Rab/r之比大于3，使交换积分J为正 前者指的是原子本征磁矩不为零；后者指的是要有一定的晶体结构
10
（2）磁滞理论与磁滞回线（Hysteresis loop）
技术磁化理论说明了起始磁化曲线，而磁滞理论则用来说明退磁曲线（反向磁 化、反向迁移过程）
退磁过程：将试样磁化至饱和，然后慢 慢地减少H，直至取消外磁场，就要发 生磁畴的旋转，磁矢量松弛回复到最近 的易磁化方向，即B（或M）也将减少
磁畴
磁畴
磁畴壁
小箭头代表原子磁偶极子
1
在分子场假说的基础上，发展了自发磁化理论，解释了铁磁性的本质 在磁畴假说的基础上发展了技术磁化理论，解释了铁磁体在磁场中的行为 在磁畴的实验观察基础上发展了现代的铁磁性理论
2
1. 自发磁化理论
铁磁性材料的磁性是自发磁化产生的。磁化过程（又称感磁或充磁）：把物质本 身的磁性显示出来，而不是由外界向物质提供磁性的过程 （1）铁磁性产生的原因 铁磁性物质自发磁化的根源是原子（正离子）磁矩，而且在原子磁矩中起主要作 用的是电子自旋磁矩
若铁磁体的尺寸为l0，放在磁场中磁化时，其尺寸变为l，则长度的相对变化为：
λ = l−l0 l0 λ称为线磁致伸缩系数。随着外磁场的增强，铁磁体的磁化强度增强，这时⏐λ⏐
也随之增大。当磁化场H等于饱和磁化场HS时，磁化强度达到饱和值MS，此时
λ=λS，称为饱和磁致伸缩系数。对于一定的材料，λS是个常数
只有当原子核之间的距离Rab与参加交换 J 反铁磁性 铁磁性 顺磁性 作用的电子壳层半径r之比大于3时，交 + 换积分才有可能为正
铁、钴、镊以及某些稀土元素满足自发 磁化的条件
_
1 2 3 4 5 6 7 Rab/r
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综上述，铁磁性的产生需要两个条件： 原子内部要有未填满的电子壳层 Rab/r之比大于3，使交换积分J为正 前者指的是原子本征磁矩不为零；后者指的是要有一定的晶体结构
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（2）磁滞理论与磁滞回线（Hysteresis loop）
技术磁化理论说明了起始磁化曲线，而磁滞理论则用来说明退磁曲线（反向磁 化、反向迁移过程）
退磁过程：将试样磁化至饱和，然后慢 慢地减少H，直至取消外磁场，就要发 生磁畴的旋转，磁矢量松弛回复到最近 的易磁化方向，即B（或M）也将减少
材料物理性能 磁2
居里定律
居里-外斯定律
C T C T
3.相变及组织转变的影响
当材料发生同素异构转变时，晶格类型及原子间距
发生变化，会影响电子运动状态而导致磁化率的变 化。例如，正方晶格的白锡转变为金刚石结构的灰 锡时，磁化率明显变化。当材料发生其他相变时， 也会影响磁化率，影响的规律比较复杂。
1831—1879
居里定律
发明了磁秤（磁天平），实现了对弱磁性的测量。
根据大量的实验结果，总结出著名的居里定律。
抗磁体的磁化率不依赖磁场强度且一般不依赖于温度； 顺磁体的磁化率不依赖磁场强度且与温度成反比； 铁在某一温度（居里温度）以上失去磁性。
压电效应的发现； 放射性物质研究，发现了镭。
由此说明了地磁的成因和物质的磁性。
（1775-1836）
发现四 提出了分子电流假说。
揭示了物质磁性的本质。
电和磁本质上是统一的。
电磁感应现象
1831年，由法拉第发现。
俗称磁生电，直接导致了发电机的
发明，影响非常深远。
其它成果： 1834年，发现了电解定律，开创 了电化学学科。 发现了物质的抗磁性。 提出了电磁场这一概念。 法拉第，英国科学家
3
23
量子力学计算表明，当磁性物质内部相邻原子的电 子交换积分A为正时(A＞0)，相邻原子磁矩将同向平行 排列，从而实现自发磁化。这就是铁磁性产生的原因。 这种相邻原子的电子交换效应，其本质仍是静电力迫 使电子自旋磁矩平行排列，作用的效果好像强磁场一样。 外斯分子场就是这样得名的。 理论计算证明，交换积分A不仅与电子运动状态的 波函数有关，而且强烈地依赖于原子核之间的距离 (点 阵常数)。
I H 2r
方向由右手螺旋法则确定。 r
材料的磁学性能magneticpropertiesofmaterials
Br 剩余磁感应强度 remanence, or remanent flux density,
退磁过程中的变化B落后于H的变化
材料的磁滞
损耗与回线
H 为交变磁场
面积成正比
硬磁 具有大磁滞回线和剩磁的 铁磁性材料(Hard magnetic material) 软磁 具有小磁滞回线和小能量 损 耗 的 铁 磁 性 材 料 (Soft magnetic
电子的自旋磁矩（spin)＞＞轨道磁矩(orbital)
孤立原子 具有“永久磁矩” 有未被填满的电子壳层
不具磁性
原子各层都充满电子
（2）“交换”作用
不同原子间的、 未被填满壳层上 的电子发生的特 殊相互作用
铁磁性 物质
晶体结构
原子间距
a/D ＞3时 交换能为正值 a/D ＜3时 交换能为负值，为反铁磁性
材料的磁学性能magneticpropertiesofmaterials
介质
B 0 (H M ) H
D、磁化率 χ(magnetic susceptibility)
( 1)H M 0
M=（μr -1）H ＝χH
2、磁性的本质
（1）电子的磁矩 (Magnetic moments)
3、磁性的分类——根据材料磁化率的分类 （1）抗磁性(Ferrimagnetism) M＜0 Bi，Cu，Ag，Au
磁矩应为0； x＜0，μr ＜1 外磁场中，感生一个磁矩，与外磁场方向相反
抗磁性来源——原子轨道中电子轨道的变化
（2）顺磁性(Diamagnetism) 原子内部存在永久磁矩
无外磁场，宏观无磁性； 有外磁场，显示极弱磁性。 磁化率很小室温下约为10-5 ：
如Fe3+（Fe3+M2+）04
第六章 材料的磁学性能
2012-10-25 10
5、亚铁磁体 • μr>>1,χ>0。 • 它是反铁磁体的一个变种，其内部的原子磁 矩之间存在着反铁磁相互作用，只是两种相 反平行排列的磁矩大小不同，导致了一定的 自发磁化。所以在外加磁场中的表现与铁磁 体相似。 • 亚铁磁体多为金属氧化物。Χ比铁磁体小。 • 例如：铁氧体（磁铁矿，Fe3O4）、V、Cr、 Mn、Fe、Co等与O、S、Te、P、As、Sb 等的化合物，钕铁硼磁体，稀土与金属间的
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三、正离子的顺磁性 • 正原子的顺磁性来源于原子的固有磁矩。 • 原子的固有磁矩就是电子轨道磁矩和电子自旋磁矩的 矢量和，又称本征磁矩，Pm。 • 如果原子中所有电子壳层都是填满的，由于形成一个 球形对称的集体，则电子轨道磁矩和自旋磁矩各自相 抵消，Pm=0，不产生顺磁性。 • 因此，产生顺磁性的条件就是： Pm≠0。在如下情况下， Pm≠0： 1. 具有奇数个电子的原子或点阵缺陷； 2. 内壳层未被填满的原子或离子。如过渡族金属（d壳层 没有填满电子）和稀土金属（f壳层未填满电子）。
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• 在B0=0时，由于原子的热运动，各原子的磁矩倾 向于混乱分布，此时原子的动能Ek∝kT。对外表 现出宏观磁特性H’=0。 • 当加上外加磁场时，外磁场要使原子磁矩Pm与 B0的夹角θ 减小。使原子磁矩转向外加磁场方向。 • 当外磁场逐渐增加到使能量U=-PmB0cosθ 的减 少能补偿热运动能量时，原子磁矩就一致排列了。 此时有kT=PmB0。
2
rj
22
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则可得：
2
抗
Ne 0
2
6m
j1
z
rj
5、亚铁磁体 • μr>>1,χ>0。 • 它是反铁磁体的一个变种，其内部的原子磁 矩之间存在着反铁磁相互作用，只是两种相 反平行排列的磁矩大小不同，导致了一定的 自发磁化。所以在外加磁场中的表现与铁磁 体相似。 • 亚铁磁体多为金属氧化物。Χ比铁磁体小。 • 例如：铁氧体（磁铁矿，Fe3O4）、V、Cr、 Mn、Fe、Co等与O、S、Te、P、As、Sb 等的化合物，钕铁硼磁体，稀土与金属间的
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三、正离子的顺磁性 • 正原子的顺磁性来源于原子的固有磁矩。 • 原子的固有磁矩就是电子轨道磁矩和电子自旋磁矩的 矢量和，又称本征磁矩，Pm。 • 如果原子中所有电子壳层都是填满的，由于形成一个 球形对称的集体，则电子轨道磁矩和自旋磁矩各自相 抵消，Pm=0，不产生顺磁性。 • 因此，产生顺磁性的条件就是： Pm≠0。在如下情况下， Pm≠0： 1. 具有奇数个电子的原子或点阵缺陷； 2. 内壳层未被填满的原子或离子。如过渡族金属（d壳层 没有填满电子）和稀土金属（f壳层未填满电子）。
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• 在B0=0时，由于原子的热运动，各原子的磁矩倾 向于混乱分布，此时原子的动能Ek∝kT。对外表 现出宏观磁特性H’=0。 • 当加上外加磁场时，外磁场要使原子磁矩Pm与 B0的夹角θ 减小。使原子磁矩转向外加磁场方向。 • 当外磁场逐渐增加到使能量U=-PmB0cosθ 的减 少能补偿热运动能量时，原子磁矩就一致排列了。 此时有kT=PmB0。
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则可得：
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材料物理性能-第6章-磁学性能
1) 正常顺磁体，其 随温度变化符合 l／T关系，
如，金属铂、钯、奥氏体不锈钢、稀土金属等。
2) 与温度无关的顺磁体，例如锂、钠、钾、铷
等金属。
铁磁体 在较弱的磁场作用下，就能产生很大的磁化强度。
是很大的正数，且与外磁场呈非线性关系变化。
具体金属有铁、钴、镍等。 铁磁体在温度高于某临界温度后变成顺磁体。 此临界温度称为居里温度或居里点，常用Tc表示。
式中 m 称为磁化率。
2. 磁学物理量和电学物理量的对比记忆
一、电极化：在外电场作用下，介质内的质点（原子、分子、 离子）正负电荷重心的分离，使其转变成偶极子的过程。
或在外电场作用下，正、负电荷尽管可以逆向移动，但它们 并不能挣脱彼此的束缚而形成电流，只能产生微观尺度的相 对位移并使其转变成偶极子的过程。
设铁磁体原来的尺寸为l0 ，放在磁场中磁化时，其尺寸变 为 l ，长度的相对变化为，
原子的磁矩
《材料物理性能》——材料的磁性能 原子的磁矩
原子的磁矩
《材料物理性能》——材料的磁性能 原子的磁矩
《材料物理性能》——材料的磁性能 原子的磁矩
《材料物理性能》——材料的磁性能
抗磁性来源 理论研究证明，在外磁场作用下，一个电子的轨
道运动和自旋运动以及原子核的自旋运动都会发生变 化，产生一附加磁矩m。
二、磁化：是指在物质中形成了成对的N、S磁极。
三、电荷——磁极，电荷量——磁极强度
两个磁极间的相互作用力与两个电荷间的相互作用力表达式 相似。所不同的是公式中一个有真空介电常数o ，一个为真 空磁导率 o
偶极子：构成质点的正负电荷沿 电场方向在有限范围内短程移动， 形成一个偶极子
E -q
电偶极矩 ：=ql
如，金属铂、钯、奥氏体不锈钢、稀土金属等。
2) 与温度无关的顺磁体，例如锂、钠、钾、铷
等金属。
铁磁体 在较弱的磁场作用下，就能产生很大的磁化强度。
是很大的正数，且与外磁场呈非线性关系变化。
具体金属有铁、钴、镍等。 铁磁体在温度高于某临界温度后变成顺磁体。 此临界温度称为居里温度或居里点，常用Tc表示。
式中 m 称为磁化率。
2. 磁学物理量和电学物理量的对比记忆
一、电极化：在外电场作用下，介质内的质点（原子、分子、 离子）正负电荷重心的分离，使其转变成偶极子的过程。
或在外电场作用下，正、负电荷尽管可以逆向移动，但它们 并不能挣脱彼此的束缚而形成电流，只能产生微观尺度的相 对位移并使其转变成偶极子的过程。
设铁磁体原来的尺寸为l0 ，放在磁场中磁化时，其尺寸变 为 l ，长度的相对变化为，
原子的磁矩
《材料物理性能》——材料的磁性能 原子的磁矩
原子的磁矩
《材料物理性能》——材料的磁性能 原子的磁矩
《材料物理性能》——材料的磁性能 原子的磁矩
《材料物理性能》——材料的磁性能
抗磁性来源 理论研究证明，在外磁场作用下，一个电子的轨
道运动和自旋运动以及原子核的自旋运动都会发生变 化，产生一附加磁矩m。
二、磁化：是指在物质中形成了成对的N、S磁极。
三、电荷——磁极，电荷量——磁极强度
两个磁极间的相互作用力与两个电荷间的相互作用力表达式 相似。所不同的是公式中一个有真空介电常数o ，一个为真 空磁导率 o
偶极子：构成质点的正负电荷沿 电场方向在有限范围内短程移动， 形成一个偶极子
E -q
电偶极矩 ：=ql
2.2材料物理性能-磁
原子中电子的轨道磁矩和电子的自旋磁矩构 成了原子固有磁矩，也称为本征磁矩
3.2.3 铁磁性材料的特性
铁磁性材料铁、钴、镍及其合金，稀土族元素镝以 及亚铁磁性材料铁氧体等都很容易磁化，在不很强的磁 场作用下，就可得到很大的磁化强度。 磁学特性与顺磁性、抗磁性物质不同，主要特点 表现在磁化曲线和磁滞回线上。
2.2 材料的磁学性能
我们经常观察到磁铁吸引铁片，同极相斥、异极相吸， 接触过磁铁的大头针用细线吊起会自动南北指向，磁铁上 的铁屑会形成毛刺并构成连线等等。 磁性是物质的基本属性之一。 外磁场发生改变时，系统的能量也随之改变，这时就表 现出系统的宏观磁性。
磁性不只是一个宏观的物理量，而且与物质的微观结构 密切相关。它不仅取决于物质的原子结构，还取决于原子 间的相互作用——键合情况、晶体结构。因此，研究磁性 是研究物质内部结构的重要方法之一。
铁磁体的形状各向异性
磁致伸缩 铁磁体在磁场中磁化，其形状和尺寸都会发生变化。 设铁磁体原来的尺寸为 l0 ，放在磁场中磁化时，其尺寸变 为 l ，长度的相对变化为，
称为线磁致伸缩系数。
l l0 l0
计算多晶体与磁化方向成 角的磁 致伸缩系数公式，
3.2.4 磁畴
磁性材料中磁化方向一致的小区域
磁畴的形状、尺寸、畴壁的类型与厚度总称为磁畴结构。 同一磁性材料，如果 磁畴结构不同，则其 磁化行为也不同
在磁化过程中磁畴变化
3.2.5 磁性材料
按磁滞特性可分为 软磁材料：矫顽力很低的磁性材料，亦即当材料在磁场中易 磁化，移出磁场后，获得的磁性便会全部或大部丧失 用于制造电感元件如变压器、电磁铁、磁头等以及电子开关
χ＝ M / H
H:外磁场强度
磁感应强度B 表示在外磁场H作用下材料内部的磁通量密度 磁导率μ
无机材料磁学性能资料
纳米非金属磁性材料
纳米铁氧体
通过纳米技术制备的铁氧体材料，具有更高的磁 导率和更低的损耗。
纳米氧化铝陶瓷
采用纳米技术制备的氧化铝陶瓷，具有更好的绝 缘性能和机械强度。
纳米复合磁性材料
将纳米磁性粉末与其他非金属材料复合制备而成， 具有优异的综合性能。
复合非金属磁性材料
金属/非金属复合磁性材料
将金属磁性粉末与非金属基体复合制备而成，兼具金属和非金属 的优点。
磁化过程与磁畴理论
磁化过程
磁化是指原来没有磁性的物体获得磁性的过程。磁化过程包括畴壁移动和磁矩转 动两个过程。
磁畴理论
磁畴是指铁磁体内部存在的大量微小区域，每个区域内部的原子磁矩都像一个个 小磁铁那样整齐排列，但相邻的不同区域之间原子磁矩排列的方向不同。这些微 小区域就是所谓的磁畴。
磁滞回线和磁化曲线
无机材料磁学性能资料
目 录
• 磁学基础概念 • 无机材料磁学性能概述 • 金属磁性材料 • 非金属磁性材料 • 无机材料磁学性能应用 • 无机材料磁学性能研究进展与趋势
01 磁学基础概念
磁性定义与分类
磁性定义
磁性是物质放在不均匀的磁场中会受 到磁力的作用，产生磁性的原因有电 子的自旋磁矩和轨道磁矩。
磁学性能参数及表征方法
磁导率
表示材料在外磁场作用下的磁化能力，与 材料的成分、结构和温度等因素有关。
A 磁化曲线和磁滞回线
描述材料在外磁场作用下的磁化过 程和磁滞现象，可得到饱和磁化强
度、剩磁和矫顽力等参数。
B
C
D
磁学性能表征方法
包括振动样品磁强计、超导量子干涉仪、 电子自旋共振等实验手段，可获得材料的 磁学性能参数和微观磁结构信息。
磁学性能
3. 物质的顺磁性
来源：原子（离子）的固有磁矩。 无外H时：由于热运动的影响，固有磁矩取向无序，宏观上无磁性。 外H作用下：固有磁矩与H作用，有较高的静磁能，为降低静磁能，固 有磁矩改变与H的夹角，趋于排向外H方向，表现为正向磁化。在常温和 H不是很高的情况下，M与H成正比，磁化要克服热运动的干扰，磁矩难 以有序排列，故顺磁化进行十分困难，磁化率较小。 常温下顺磁体达到饱和磁化所需的H非常大，技术上难以达到，但温度 降至接近0K时，就容易了。 根据顺磁磁化率与温度的关系，可把顺磁体分为三类： 正常顺磁体：磁化率随温度升高而降低的顺磁体。 符合居里定律： 或居里－外斯定律：
根据磁化率符号和大小，可把磁介质分为五类。
亚铁磁性材料
顺磁性材料 反铁磁性材料
0
抗磁性材料
H
2. 磁化率与物质磁性的分类
1）抗磁体 χ为甚小负常数，约在10-6数量级，即M与H方向相反，在磁场中使磁场稍减弱， 受微弱斥力，约有一半的简单金属是抗磁体。分为： (1)“经典”抗磁体，χ 不随T变化，如铜、银、金、汞、锌等。 (2)反常抗磁体，χ 随T变化，为前者10～100倍，如铋、镓、锑、锡等。 2）顺磁体 χ为正常数，约为10－3～10－6数量级，即M与H方向相同，在磁场中使磁场稍增 强，受微弱引力，分为： （l）正常顺磁体，χ 随T变化，且符合与T反比关系，如铂、钯、奥氏体不锈钢、 稀土金属等。 （2）χ 与T无关的顺磁体，如锂、钠、钾、铷等。 3）反铁磁体 χ是甚小的正常数，当T高于某个温度时（尼尔温度TN），转换为顺磁体，T－ χ曲线？如α－Mn、铬、氧化镍、氧化锰等。 4）铁磁体 χ为很大的正变数，约在10～106数量级，且不大的H就能产生很大的M，在磁场 中被强烈磁化，受强大的吸力，如铁、钴、镍等。其M－H 、 χ－H曲线？ 5）亚铁磁体 类似铁磁体，但χ值没有铁磁体大，如磁铁矿（Fe3O4）等。
材料的磁学性能 (2)
这类磁体的 是小的正值，温度低于某温度时，磁化率同
磁场的取向有关；高于这个温度，其行为像顺磁体。
反铁磁性体的原子磁矩在同一子晶格中，无外磁场的作用时，磁矩是 同向排列的，具有一定的磁矩；在不同的子晶格中磁矩是反向排列。两个
子晶格中自发磁化强度大小相同，方向相反，整个晶体M＝0。反铁磁性物
质大都是非金属化合物，如FeO，NiF2及各种锰盐。 不论在什么温度下，都不能观察到反铁磁性物质的任何自发磁化现
15
第15页，共37页。
二. 物质的磁性分类
物质按磁化率以及在磁场中的行为可以 分为五类，即抗磁性物质、顺磁性物质、 铁磁性物质、反铁磁性物质、亚铁磁性物 质。
1. 顺磁性
顺磁性物质的磁化率为正值，一般很小，室温下约为10-5 （10-
6~10-3）。由于电子自旋没有互相抵消，不论外加磁场是否存在，原子
(l )H ml B
l 0,1,2,, n 1
共n个可能值
ml 0,1,2,,l 共2l＋1个可能值
内部存在永久磁矩。在没有外磁场的作用时，由于物质中的原子做无规
则的热振动，各个磁矩的指向是无序分布的，没有形成宏观磁化现象。
但是在外加磁场的作用下，这些磁矩沿磁场方向排列，物质显示极弱的
磁性，这种现象叫顺磁性。
2022//11//1177
16
第16页，共37页。
磁化强度M与外磁场方向一致，M为正，而且M严格地与外 磁场H成正比。
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9
第9页，共37页。
定义 r 1 为介质的磁化率，
则可得磁化强度与磁场强度的关系
M H
式中仅 与磁介质性质有关，它反应材料的磁化能力。没有单
位，为一纯数，其值可正可负，决定与材料的不同磁性类别。
磁场的取向有关；高于这个温度，其行为像顺磁体。
反铁磁性体的原子磁矩在同一子晶格中，无外磁场的作用时，磁矩是 同向排列的，具有一定的磁矩；在不同的子晶格中磁矩是反向排列。两个
子晶格中自发磁化强度大小相同，方向相反，整个晶体M＝0。反铁磁性物
质大都是非金属化合物，如FeO，NiF2及各种锰盐。 不论在什么温度下，都不能观察到反铁磁性物质的任何自发磁化现
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二. 物质的磁性分类
物质按磁化率以及在磁场中的行为可以 分为五类，即抗磁性物质、顺磁性物质、 铁磁性物质、反铁磁性物质、亚铁磁性物 质。
1. 顺磁性
顺磁性物质的磁化率为正值，一般很小，室温下约为10-5 （10-
6~10-3）。由于电子自旋没有互相抵消，不论外加磁场是否存在，原子
(l )H ml B
l 0,1,2,, n 1
共n个可能值
ml 0,1,2,,l 共2l＋1个可能值
内部存在永久磁矩。在没有外磁场的作用时，由于物质中的原子做无规
则的热振动，各个磁矩的指向是无序分布的，没有形成宏观磁化现象。
但是在外加磁场的作用下，这些磁矩沿磁场方向排列，物质显示极弱的
磁性，这种现象叫顺磁性。
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磁化强度M与外磁场方向一致，M为正，而且M严格地与外 磁场H成正比。
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定义 r 1 为介质的磁化率，
则可得磁化强度与磁场强度的关系
M H
式中仅 与磁介质性质有关，它反应材料的磁化能力。没有单
位，为一纯数，其值可正可负，决定与材料的不同磁性类别。
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在一块不经外磁场磁化的样品 中、磁畴的取向是无序的，故 磁畴的向量之和为零，因此， 整块磁体对外不显示磁性。
§3. 铁磁性理论
3.2 铁磁体的磁化曲线 一、磁化曲线的实验测定
1.装置：环形螺绕环; 铁磁Fe,Co,Ni及稀钍 族元素的化合物，能被强烈地磁化。 2.原理：励磁电流 I; 用安培定理得H。
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性
三、磁畴
所谓磁畴，是指磁性材料内部的一个个小区域，每个区域内 包含大量原子，这些原子的磁矩都象一个个小磁铁那样整齐 排列，但相邻的不同区域之间原子磁矩排列的方向不同。 各个磁畴之间的交界面称为磁畴壁。 宏观物体一般总是具有很多磁畴，这样，磁畴的磁矩方向各 不相同，结果相互抵消，矢量和为零，整个物体的磁矩为零， 它也就不能吸引其它磁性材料。
§3. 铁磁性理论
3.2铁磁体的磁化曲线
二、磁化曲线与磁畴的关系
铁磁与亚铁磁B-H曲线 （亚）铁磁体磁化时，磁化强 度M(B)与磁场强度H间不是简 单的线性比例关系； 磁化强度M(B)随H的变化如右 图所示(假设样品在一开始已经 退磁化)。
H增加，磁域界移动，磁域逐渐 改变，磁矩方向转向，渐与磁场 平行，单一磁域（饱和磁化）
M
B
O
M H曲线
O
B H曲线
H
O
H曲线
H
§3. 铁磁性理论
3.2 铁磁体的磁化曲线
M(B)与H的变化关系
开始M的增加比较缓慢 后来增加较快 最后达到Ms(饱和磁化强度) 纵坐标改为磁感应强度B，则对应于平衡值Ms的磁感应强 度值称为饱和磁感应强度(Bs ）
磁导率μ随H的变化
磁导率μ是B-H曲线上的斜率 在B-H曲线上，当H→0时的斜率称为初（起）始磁导率µ i 初（起）始磁导率是磁性材料的重要性能指标之一
铁磁材料的分子场理论
1907年，外斯 (Weiss) 在顺磁性理论基础上提出分子场理论，定性地解释铁磁材料的自 发磁化现象。
分子场假说：铁磁材料在一定温度范围内(o K至T c)存在 与外加磁场无关的自发磁化，导致自发磁化的相互作用 力假定为材料内部存在分子场，其数量级大小为109A／ m，原子磁矩在分子场作用下，克服热运动的无序效应， 自发地平行一致取向； 磁畴假说：自发磁化是按区域分布的，各个自发磁化区 域称为磁畴，在无外磁场时都是自发磁化到饱和，但各 磁畴自发磁化的方向有一定分布，使宏观磁体的总磁矩 等于零．
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性 一、铁磁性材料的决定因素
B B0 , r 1
r , m
系；
不是常数，M,B与H不是单值函数关
材料是否具有铁磁性 取决于两个因素：
有剩磁现象，不可逆性； 有居里温度（ TC ）即：磁性转变温度
T TC
(1) 原子是否具有 由未成对电子，即 自旋磁矩贡献的净 磁矩(本征磁矩)
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性
既然磁畴内部的磁矩排列是整齐的，那么在磁畴壁处
原子磁矩又是怎样排列的呢？ 在畴壁的一侧，原子磁矩指向某个方向，假设在畴壁 的另一侧原子磁矩方向相反。那么，在畴壁内部，原 子磁矩必须成某种形式的过渡状态。 实际上，畴壁由很多层原子组成。为了实现磁矩的转 向，从一侧开始，每一层原子的磁矩都相对于磁畴中 的磁矩方向偏转了一个角度，并且每一层的原子磁矩
Tc
顺磁态
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性 铁磁体的居里温度 - 应用实例
利用这个特点，人们开发出了很多控制元件。 例如，我们使用的电饭锅就利用了磁性材料的居里点的 特性。在电饭锅的底部中央装了一块磁铁和一块居里点 为105度的磁性材料。当锅里的水分干了以后，食品的 温度将从100度上升。当温度到达大约105度时，由于 被磁铁吸住的磁性材料的磁性消失，磁铁就对它失去了 吸力，这时磁铁和磁性材料之间的弹簧就会把它们分开， 同时带动电源开关被断开，停止加热。
(2) 原子在晶格中 的排列方式
铁磁性转变顺磁性
:
Fe
TC 1040K
， :
Ni
TC 631 K
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性
材料是否具有自发磁化形成磁畴的倾向与晶格中原 子间距与它的3d轨道直径之比有关。
比值在1.4～2.7之间的材料，如铁、钴、镍等有形成磁 畴的倾向，是铁磁性材料。 比值在1.4～2.7之外的材料，如锰、铬等虽然也有未成 对的3d电子贡献的净磁矩，但由于没有自发磁化形成磁 畴的倾向，故成为非铁磁性材料。 铁磁性材所能达到的最大磁化强度叫做饱和磁化强度， 用Ms表示。
偏转角度逐渐增大，到另一侧时，磁矩已经完全转到
和这一侧磁畴的磁矩相同的方向。
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性
磁畴的线尺寸：通常约为1～ 100um（约1015个原子） 对于多晶体
可能其中的每一个晶粒都是 由一个以上的磁畴组成的；
因此一块宏观的样品包含许 许多多个磁畴； 每一个磁畴都有特定的磁化 方向； 整块样品的磁化强度则是所 有磁畴磁化强度的向量和。
R
I
I
NI H 2R
实验测量B,如用感应电动势测量或用 小线圈在缝口处测量； 由
B
Br
BS Hc H
Hc
r
B 得出 o H
r ~ H 曲线。
当外磁场变化一个周期时，铁磁质内 部的磁场变化曲线如图所示；
铁磁性材料的磁滞回线
§3. 铁磁性理论
3.2 铁磁体的磁化曲线
3. 磁化曲线的三种形式
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性 二、铁磁性材料的居里温度
对于所有的磁性材料来说，并不是在任何温度下都具有 磁性。 一般地，磁性材料具有一个临界温度Tc，在这个温度以上， 由于高温下原子的剧烈热运动，原子磁矩的排列是混乱无 序的。在此温度以下，原子磁矩排列整齐，产生自发磁化， 物体变成铁磁性或亚铁磁性。 所以，居里温度 是铁磁体或亚铁磁体的相变转变点， 铁磁态或亚铁磁态
也就是说磁性材料在正常情况下并不对外显示磁性。只有当 磁性材料被磁化以后，它才能对外显示出磁性。
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性
任何铁磁体和亚铁磁体，在温 度低于居里温度Tc时，都是由 磁畴组成的。
磁畴是自发磁化到饱和（即其 中的磁矩均朝一个方向排列） 的小区域。
相邻磁畴之间的界线叫磁畴壁 磁畴壁是一个有一定厚度的过 渡层，在过渡层中磁矩方向逐 渐改变。
§3. 铁磁性理论
3.2 铁磁体的磁化曲线 一、磁化曲线的实验测定
1.装置：环形螺绕环; 铁磁Fe,Co,Ni及稀钍 族元素的化合物，能被强烈地磁化。 2.原理：励磁电流 I; 用安培定理得H。
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性
三、磁畴
所谓磁畴，是指磁性材料内部的一个个小区域，每个区域内 包含大量原子，这些原子的磁矩都象一个个小磁铁那样整齐 排列，但相邻的不同区域之间原子磁矩排列的方向不同。 各个磁畴之间的交界面称为磁畴壁。 宏观物体一般总是具有很多磁畴，这样，磁畴的磁矩方向各 不相同，结果相互抵消，矢量和为零，整个物体的磁矩为零， 它也就不能吸引其它磁性材料。
§3. 铁磁性理论
3.2铁磁体的磁化曲线
二、磁化曲线与磁畴的关系
铁磁与亚铁磁B-H曲线 （亚）铁磁体磁化时，磁化强 度M(B)与磁场强度H间不是简 单的线性比例关系； 磁化强度M(B)随H的变化如右 图所示(假设样品在一开始已经 退磁化)。
H增加，磁域界移动，磁域逐渐 改变，磁矩方向转向，渐与磁场 平行，单一磁域（饱和磁化）
M
B
O
M H曲线
O
B H曲线
H
O
H曲线
H
§3. 铁磁性理论
3.2 铁磁体的磁化曲线
M(B)与H的变化关系
开始M的增加比较缓慢 后来增加较快 最后达到Ms(饱和磁化强度) 纵坐标改为磁感应强度B，则对应于平衡值Ms的磁感应强 度值称为饱和磁感应强度(Bs ）
磁导率μ随H的变化
磁导率μ是B-H曲线上的斜率 在B-H曲线上，当H→0时的斜率称为初（起）始磁导率µ i 初（起）始磁导率是磁性材料的重要性能指标之一
铁磁材料的分子场理论
1907年，外斯 (Weiss) 在顺磁性理论基础上提出分子场理论，定性地解释铁磁材料的自 发磁化现象。
分子场假说：铁磁材料在一定温度范围内(o K至T c)存在 与外加磁场无关的自发磁化，导致自发磁化的相互作用 力假定为材料内部存在分子场，其数量级大小为109A／ m，原子磁矩在分子场作用下，克服热运动的无序效应， 自发地平行一致取向； 磁畴假说：自发磁化是按区域分布的，各个自发磁化区 域称为磁畴，在无外磁场时都是自发磁化到饱和，但各 磁畴自发磁化的方向有一定分布，使宏观磁体的总磁矩 等于零．
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性 一、铁磁性材料的决定因素
B B0 , r 1
r , m
系；
不是常数，M,B与H不是单值函数关
材料是否具有铁磁性 取决于两个因素：
有剩磁现象，不可逆性； 有居里温度（ TC ）即：磁性转变温度
T TC
(1) 原子是否具有 由未成对电子，即 自旋磁矩贡献的净 磁矩(本征磁矩)
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性
既然磁畴内部的磁矩排列是整齐的，那么在磁畴壁处
原子磁矩又是怎样排列的呢？ 在畴壁的一侧，原子磁矩指向某个方向，假设在畴壁 的另一侧原子磁矩方向相反。那么，在畴壁内部，原 子磁矩必须成某种形式的过渡状态。 实际上，畴壁由很多层原子组成。为了实现磁矩的转 向，从一侧开始，每一层原子的磁矩都相对于磁畴中 的磁矩方向偏转了一个角度，并且每一层的原子磁矩
Tc
顺磁态
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性 铁磁体的居里温度 - 应用实例
利用这个特点，人们开发出了很多控制元件。 例如，我们使用的电饭锅就利用了磁性材料的居里点的 特性。在电饭锅的底部中央装了一块磁铁和一块居里点 为105度的磁性材料。当锅里的水分干了以后，食品的 温度将从100度上升。当温度到达大约105度时，由于 被磁铁吸住的磁性材料的磁性消失，磁铁就对它失去了 吸力，这时磁铁和磁性材料之间的弹簧就会把它们分开， 同时带动电源开关被断开，停止加热。
(2) 原子在晶格中 的排列方式
铁磁性转变顺磁性
:
Fe
TC 1040K
， :
Ni
TC 631 K
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性
材料是否具有自发磁化形成磁畴的倾向与晶格中原 子间距与它的3d轨道直径之比有关。
比值在1.4～2.7之间的材料，如铁、钴、镍等有形成磁 畴的倾向，是铁磁性材料。 比值在1.4～2.7之外的材料，如锰、铬等虽然也有未成 对的3d电子贡献的净磁矩，但由于没有自发磁化形成磁 畴的倾向，故成为非铁磁性材料。 铁磁性材所能达到的最大磁化强度叫做饱和磁化强度， 用Ms表示。
偏转角度逐渐增大，到另一侧时，磁矩已经完全转到
和这一侧磁畴的磁矩相同的方向。
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性
磁畴的线尺寸：通常约为1～ 100um（约1015个原子） 对于多晶体
可能其中的每一个晶粒都是 由一个以上的磁畴组成的；
因此一块宏观的样品包含许 许多多个磁畴； 每一个磁畴都有特定的磁化 方向； 整块样品的磁化强度则是所 有磁畴磁化强度的向量和。
R
I
I
NI H 2R
实验测量B,如用感应电动势测量或用 小线圈在缝口处测量； 由
B
Br
BS Hc H
Hc
r
B 得出 o H
r ~ H 曲线。
当外磁场变化一个周期时，铁磁质内 部的磁场变化曲线如图所示；
铁磁性材料的磁滞回线
§3. 铁磁性理论
3.2 铁磁体的磁化曲线
3. 磁化曲线的三种形式
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性 二、铁磁性材料的居里温度
对于所有的磁性材料来说，并不是在任何温度下都具有 磁性。 一般地，磁性材料具有一个临界温度Tc，在这个温度以上， 由于高温下原子的剧烈热运动，原子磁矩的排列是混乱无 序的。在此温度以下，原子磁矩排列整齐，产生自发磁化， 物体变成铁磁性或亚铁磁性。 所以，居里温度 是铁磁体或亚铁磁体的相变转变点， 铁磁态或亚铁磁态
也就是说磁性材料在正常情况下并不对外显示磁性。只有当 磁性材料被磁化以后，它才能对外显示出磁性。
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性
任何铁磁体和亚铁磁体，在温 度低于居里温度Tc时，都是由 磁畴组成的。
磁畴是自发磁化到饱和（即其 中的磁矩均朝一个方向排列） 的小区域。
相邻磁畴之间的界线叫磁畴壁 磁畴壁是一个有一定厚度的过 渡层，在过渡层中磁矩方向逐 渐改变。