
retentivity
defend; keep; protect
magnetism
保磁性(Retentivity)是材料科學和電磁學中的核心概念,指鐵磁性或亞鐵磁性材料在外加磁場移除後,保持剩餘磁化強度(剩磁)的能力。其英文對應術語為Retentivity 或Remanence(側重剩磁的量化值)。以下從專業角度詳細解釋:
保磁性衡量材料抵抗退磁的能力,反映磁疇(材料内部自發磁化的小區域)在外部磁場消失後的穩定性。當外加磁場使磁疇定向排列後,即使撤去磁場,部分磁疇因材料的高矯頑力(Coercivity)仍保持原方向,形成剩磁(Remanent Magnetism)。保磁性與矯頑力正相關,共同決定材料是否適合作為永磁體 。
公式:
$$ B_r = mu_0 M_r
$$
其中 (mu_0) 為真空磁導率,(M_r) 為剩餘磁化強度。
材料類型 | 剩磁 (B_r) (T) | 矯頑力 (H_c) (kA/m) | 保磁性等級 |
---|---|---|---|
軟鐵(工業純鐵) | 0.8–1.2 | 0.1–1 | 低 |
鐵氧體 | 0.2–0.4 | 100–300 | 中 |
钕鐵硼(NdFeB) | 1.0–1.4 | 800–2000 | 高 |
注:保磁性與頑磁性(Retentiveness)為同義術語,常見于工程領域;學術文獻則傾向使用Retentivity 或Remanence 。
“保磁性”指材料保持其磁性的能力,即在外界幹擾(如高溫、震動、反向磁場等)下仍能維持原有磁性能的特性。這一概念與材料内部磁疇結構的穩定性密切相關。以下是詳細解釋:
物理機制
根據安培分子電流假說,磁性材料内部存在微觀的“分子電流”,形成穩定的磁疇結構。當磁疇有序排列時,材料對外顯磁性;若磁疇混亂,則磁性消失。保磁性強的材料(如永磁體)能抵抗外界幹擾,保持磁疇排列的穩定性。
材料特性
保磁性與材料種類有關,如鐵、钴、鎳等鐵磁性物質通過特定工藝(如磁化處理)可成為永磁體。這類材料原子本身具有磁矩,且磁疇結構不易被破壞,因此能長期保持磁性。
影響因素
應用場景
保磁性是永磁材料(如钕鐵硼磁鐵)的核心性能,廣泛應用于電機、揚聲器、磁存儲設備等領域。例如,硬盤中的磁片需長期保持穩定的磁性以存儲數據。
保磁性反映了材料維持磁性能的能力,其本質源于微觀磁疇結構的穩定性,受材料成分、溫度和外力等因素影響。如需進一步了解磁性基礎概念,可參考權威詞典對“磁”和“磁性”的解釋。
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