
【化】 saturation magnetization
饱和磁化强度(Saturation Magnetization)是磁性材料在外加磁场达到临界值时,内部磁矩完全有序排列所表现出的最大磁化强度值。这一参数表征材料在极限磁场下的磁化能力,是铁磁体和亚铁磁体的核心特性之一,符号通常表示为(M_s),单位为安培每米(A/m)或特斯拉(T)。
从汉英词典角度,该术语对应英文"Saturation Magnetization",其物理意义可通过以下维度解析:
该参数的数值受晶体结构、温度及化学成分影响,例如纯铁的饱和磁化强度约为2.15 T(25℃),而铁氧体材料因存在氧离子间隙,数值显著降低(CRC Materials Science Handbook)。
饱和磁化强度(Saturation Magnetization,常记为(M_s))是描述磁性材料磁化能力的关键物理量,其定义为:在外加磁场足够强时,材料内部所有磁矩完全沿磁场方向排列后达到的最大磁化强度值。此时,继续增大外磁场,材料的磁化强度不再增加,呈现“饱和”状态。
物理意义
饱和磁化强度反映了材料中原子或离子磁矩的密度和排列方式。对于铁磁性材料(如铁、钴、镍),其值较高,例如纯铁的(M_s)约为(2.15 , text{T})(特斯拉)。它由材料的晶体结构、原子磁矩大小和温度共同决定。
影响因素
应用领域
数学表达
磁化强度(M)与外加磁场(H)的关系可通过磁滞回线描述,饱和磁化强度对应回线的平台段:
$$
M_s = frac{mu_0 N m}{V}
$$
其中,(N)为磁矩数,(m)为单个磁矩大小,(V)为材料体积,(mu_0)为真空磁导率。
测量方法
常用振动样品磁强计(VSM)或超导量子干涉仪(SQUID)测量,通过逐步增加磁场直至磁化强度不再变化来确定(M_s)。
饱和磁化强度与材料的其他磁性参数(如剩磁(M_r)、矫顽力(H_c))共同决定了其适用场景。例如,永磁材料需要高(M_s)和高(H_c),而软磁材料则需高(M_s)和低(H_c)以提高磁导率。
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