
ferromagnetic; ferromagnetism
强磁性(Ferromagnetism)是物质在外部磁场作用下表现出强烈自发磁化现象的特性,其核心特征为材料内部原子磁矩在无外磁场时仍能自发平行排列。该术语对应的英文翻译为"ferromagnetism",源于拉丁语"ferrum"(铁)与希腊语"magnetism"(磁力)的组合,专指铁、钴、镍及其合金表现出的显著磁性特征。
从物理机制分析,强磁性材料的原子磁矩通过量子力学交换相互作用形成有序排列,这种微观有序状态在宏观上表现为:(1)磁化强度可达$10$ A/m量级;(2)存在特征性临界温度——居里温度(Curie temperature),数学表达式为: $$ T_c = frac{2zJS(S+1)}{3k_B} $$ 其中$z$为配位数,$J$为交换积分,$S$为自旋量子数。
典型应用场景包括:电力变压器硅钢片、永磁电动机钕铁硼材料、磁存储设备的钴基合金等。工业标准ASTM A34/A34M-06对强磁性软磁材料的测试方法作出明确规定。
参考来源:
强磁性是指物质在磁场中表现出显著磁化能力的特性,其核心特征包括高磁化强度、自发磁化及磁畴结构。以下从定义、微观机理、材料特性和应用等方面综合说明:
定义与基本特性
强磁性物质(如铁、钴、镍及其合金)在外加磁场中会被强烈磁化,并能在撤去磁场后保留部分磁性(即剩磁)。其本质是材料内部原子磁矩在微观尺度上自发有序排列,形成磁畴结构。
微观机理
根据海森堡量子力学理论,强磁性源于原子磁矩间的强相互作用。在铁磁材料中,相邻原子的电子自旋通过交换作用形成平行排列,产生自发磁化。未磁化时,材料内部由无数微小磁畴组成,各磁畴磁化方向不同,宏观上不显磁性;在外磁场作用下,磁畴方向趋于一致,表现出强磁性。
材料特性
应用领域
强磁性材料广泛应用于电机(如电动汽车驱动电机)、磁存储设备(硬盘)、医疗设备(MRI)及工业分离(强磁性矿物分选仪)等领域。
与普通磁性的区别
普通磁性材料(如软铁)磁化后易退磁,剩磁低且矫顽力弱;强磁性材料则能长期保持高磁化强度,适用于需稳定磁场的场景。
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