
【電】 ferrimagnetic materials; ferromagnetic material
鐵磁材料(Ferromagnetic Materials)是指在外加磁場作用下能夠被強烈磁化,并具有自發磁化特性的物質。這類材料在去除外部磁場後仍能保持部分磁性,表現為顯著的剩磁效應和磁滞現象。其核心特性包括高磁導率、磁疇結構、居裡溫度臨界點等。
物理特性與機制
$$
T_c = frac{2JzS(S+1)}{3k_B}
$$
其中( J )為交換積分常數,( z )為配位數(來源:Physics Today期刊)。
典型應用領域
常見鐵磁材料分類
權威定義補充
根據《牛津材料科學詞典》,鐵磁材料的磁化強度( M )與磁場強度( H )關系滿足非線性磁滞回線,其矯頑力(( H_c ))和剩磁(( B_r ))是工程應用的關鍵參數。
鐵磁材料是一類具有顯著自發磁化能力的磁性物質,其特性主要源于内部微觀結構的特殊排列。以下從定義、微觀機制、特性及實際應用等方面分點說明:
鐵磁材料指在外部磁場作用下能産生強烈磁化,且撤去外磁場後仍能保留部分磁性的物質。這類材料不僅包括鐵,還涵蓋鎳、钴及其合金(如钕鐵硼、钐钴等),以及某些鐵氧體材料。需注意的是,并非所有含鐵的材料均為鐵磁材料(如部分不鏽鋼磁性較弱)。
鐵磁材料的磁性源于電子自旋産生的微觀磁矩。其内部原子磁矩通過量子力學作用自發平行排列,形成磁疇(即微觀磁性區域)。當施加外磁場時,磁疇方向趨于一緻,宏觀表現出強磁性;即使撤去外磁場,磁疇仍部分保持有序排列,導緻剩磁現象。
鐵磁材料廣泛應用于:
鐵磁性與順磁性、抗磁性的本質區别在于磁疇的存在和自發磁化現象。其理論模型可通過朗道-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$boldsymbol{M}$為磁化強度,$boldsymbol{H}{text{eff}}$為有效磁場,$gamma$和$alpha$為材料常數。
如需進一步了解具體材料參數(如不同合金的居裡溫度),可參考磁學專業文獻或權威物理數據庫。
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