磁介質(zhì)的磁化規(guī)律和機理鐵電體5.1磁介質(zhì)的分類電介質(zhì)與磁介質(zhì)的比較

電介質(zhì)里，，，對大多數(shù)電介質(zhì)，和與場強無關(guān)，的數(shù)量級一般不太大(通常在10以內(nèi))磁介質(zhì)，對于不同類型的磁介質(zhì)情況很不一樣順磁質(zhì)——抗磁質(zhì)——鐵磁質(zhì)——

，且與無關(guān)

與不成比例，甚至沒有單值關(guān)系

，且與無關(guān)15.2順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)分子磁矩的由來在原子或分子內(nèi)，一般不止有一個電子分子磁矩：所有電子的軌道磁矩和自旋磁矩的矢量和電子軌道磁矩電子自旋磁矩若所有電子的總角動量為零，抗磁質(zhì)所有電子的總角動量不為零，順磁質(zhì)2順磁質(zhì)的磁化規(guī)律3外磁場對電子軌道運動的影響外磁場作用在一個抗磁原子上，考慮電子的軌道運動(設電子角速度平行于外磁場)求無外磁場時的角速度ω0(電子只受庫侖力）加外磁場B，電子受庫侖力、洛倫茲力（指向中心），假設軌道的半徑不變（相當于定態(tài)假設），設洛倫茲力遠小于庫侖力抗磁質(zhì)的磁化規(guī)律4洛侖茲力遠小于庫侖力，高階小量，略去考慮電子角速度反平行于外磁場，有同樣結(jié)論，Δω的方向總是與外磁場B相同5電子角速度改變將引起電子磁矩改變總是與外磁場方向相反ω0與B成任何角度Δω的方向總是與外磁場B相同，從而產(chǎn)生的附加磁矩Δm總是與B的方向相反。

在加了外磁場后，每個電子的感生磁矩都與外磁場方向相反，從而整個分子內(nèi)將產(chǎn)生與外磁場方向相反的感生磁矩。這便是抗磁效應的來源。65.3鐵磁質(zhì)的磁化規(guī)律鐵磁質(zhì)

以鐵為代表的一類磁性很強的物質(zhì)研究鐵磁質(zhì)的磁化規(guī)律的實驗方法

把鐵磁質(zhì)試樣做成閉合環(huán)狀。上面均勻地繞滿導線，在這樣一個螺繞環(huán)中的磁場強度H是和磁化場的磁場強度H0一樣的，根據(jù)當知道羅繞環(huán)的匝數(shù)及電流I0，就可以得到H。利用一個次級線圈可以測量磁感應強度B。7（1）起始磁化曲線M-H曲線

磁化場H0

(即H=0)的時候處于未磁化狀態(tài)(M=0)在逐漸增加磁化場H0的過程中，M隨之增加開始M增加得較緩慢（M-H曲線的OA段），然后經(jīng)歷一段急劇增加的過程（AB段），又緩慢下來（BC段）。再繼續(xù)增大磁化場時，幾乎不再變了

從未磁化到飽和的這段磁化曲線OS，叫做鐵磁質(zhì)的起始磁化曲線

Ms為飽和磁化強度8B-H曲線

在鐵磁質(zhì)中，M的數(shù)值比H大得多（102-106）倍B-H曲線的外貌與M-H曲線差不多μ-H曲線

M-H曲線上任何一點聯(lián)到原點O的直線的斜率代表該磁化狀態(tài)下的磁化率B-H曲線上任何一點聯(lián)到原點O的直線的斜率代表該磁化狀態(tài)下的磁導率9當H的數(shù)值由0開始增加時，χm與μ的數(shù)值分別由某一數(shù)值(χm)起始與μ起始開始增加。然后接近某一最大值(χm)最大與μ最大=1+(χm)最大當H再增加時，由于磁化接近飽和，χm與μ的數(shù)值都急劇減少飽和磁化強度MS、起始（相對）磁導率μ起始、最大（相對）磁導率μ最大是標志軟磁材料性能好壞的基本量。10（2）磁滯回線MR：剩余磁化強度BR:剩余磁感應強度HC：矯頑力

在上述變化過程中，M和B的變化總是落后于H的變化，這一現(xiàn)象稱為磁滯現(xiàn)象;上述曲線叫磁滯回線。115.4磁滯損耗當鐵磁質(zhì)在交變磁場作用下，反復磁化是由于磁滯效應，磁體要發(fā)熱而散失熱量，這種能量損失稱為磁滯損耗?？梢宰C明：B－H圖中磁滯回線所包圍的“面積”代表在一個反復磁化的循環(huán)過程中單位體積的鐵芯內(nèi)損耗的能量磁滯回線越胖，曲線下面積越大，損耗越大磁滯回線越瘦，曲線下面積越小，損耗越小12證明以有閉合鐵芯的螺繞環(huán)為例設t時刻介質(zhì)處于某一磁化狀態(tài)P，此處H>0，B>0dt內(nèi)，P—P’，鐵芯中磁通改變量為dΨ電源抵抗感應電動勢做功135.5鐵磁質(zhì)的分類軟磁材料BR小，HC小，磁滯回線瘦，磁滯損耗小通電后立即磁化獲得強磁場，斷電立即退磁。硬磁材料BR大，HC大，HC：104～106A/m；磁滯回線胖，磁滯損耗大撤去外場后，仍能保持強磁性。145.6鐵磁質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和磁化機理自發(fā)磁化區(qū)近代科學實驗證明，鐵磁質(zhì)的磁性主要來源于電子自旋磁矩。在沒有外磁場的條件下鐵磁質(zhì)中電子自旋磁矩可以在小范圍內(nèi)“自發(fā)地”排列起來，形成一個個小的“自發(fā)磁化區(qū)”——磁疇自發(fā)磁化的原因是由于相鄰原子中電子之間存在著一種交換作用（一種量子效應），使電子的原子磁矩平行排列起來而達到自發(fā)磁化的飽和狀態(tài)15單晶和多晶磁疇結(jié)構(gòu)的示意16磁化過程示意a：未磁化時狀態(tài)b：疇壁的可逆位移階段—OA段c：不可逆的磁化——AB段d：磁疇磁矩的轉(zhuǎn)動——BC段e：趨于飽和的階段——CS段

在外磁場撤消后，鐵磁質(zhì)內(nèi)摻雜和內(nèi)應力或因為介質(zhì)存在缺陷阻礙磁疇恢復到原來的狀態(tài)1718磁疇19影響鐵磁質(zhì)磁性的因素溫度對磁性有影響