
【电】 ferrimagnetic materials; ferromagnetic material
铁磁材料(Ferromagnetic Materials)是指在外加磁场作用下能够被强烈磁化,并具有自发磁化特性的物质。这类材料在去除外部磁场后仍能保持部分磁性,表现为显著的剩磁效应和磁滞现象。其核心特性包括高磁导率、磁畴结构、居里温度临界点等。
物理特性与机制
$$
T_c = frac{2JzS(S+1)}{3k_B}
$$
其中( J )为交换积分常数,( z )为配位数(来源:Physics Today期刊)。
典型应用领域
常见铁磁材料分类
权威定义补充
根据《牛津材料科学词典》,铁磁材料的磁化强度( M )与磁场强度( H )关系满足非线性磁滞回线,其矫顽力(( H_c ))和剩磁(( B_r ))是工程应用的关键参数。
铁磁材料是一类具有显著自发磁化能力的磁性物质,其特性主要源于内部微观结构的特殊排列。以下从定义、微观机制、特性及实际应用等方面分点说明:
铁磁材料指在外部磁场作用下能产生强烈磁化,且撤去外磁场后仍能保留部分磁性的物质。这类材料不仅包括铁,还涵盖镍、钴及其合金(如钕铁硼、钐钴等),以及某些铁氧体材料。需注意的是,并非所有含铁的材料均为铁磁材料(如部分不锈钢磁性较弱)。
铁磁材料的磁性源于电子自旋产生的微观磁矩。其内部原子磁矩通过量子力学作用自发平行排列,形成磁畴(即微观磁性区域)。当施加外磁场时,磁畴方向趋于一致,宏观表现出强磁性;即使撤去外磁场,磁畴仍部分保持有序排列,导致剩磁现象。
铁磁材料广泛应用于:
铁磁性与顺磁性、抗磁性的本质区别在于磁畴的存在和自发磁化现象。其理论模型可通过朗道-利夫希茨方程描述: $$ frac{dboldsymbol{M}}{dt} = -gamma boldsymbol{M} times boldsymbol{H}_{text{eff}} + frac{alpha}{Ms} boldsymbol{M} times frac{dboldsymbol{M}}{dt} $$ 其中$boldsymbol{M}$为磁化强度,$boldsymbol{H}{text{eff}}$为有效磁场,$gamma$和$alpha$为材料常数。
如需进一步了解具体材料参数(如不同合金的居里温度),可参考磁学专业文献或权威物理数据库。
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