
【化】 saturation magnetization
飽和磁化強度(Saturation Magnetization)是磁性材料在外加磁場達到臨界值時,内部磁矩完全有序排列所表現出的最大磁化強度值。這一參數表征材料在極限磁場下的磁化能力,是鐵磁體和亞鐵磁體的核心特性之一,符號通常表示為(M_s),單位為安培每米(A/m)或特斯拉(T)。
從漢英詞典角度,該術語對應英文"Saturation Magnetization",其物理意義可通過以下維度解析:
該參數的數值受晶體結構、溫度及化學成分影響,例如純鐵的飽和磁化強度約為2.15 T(25℃),而鐵氧體材料因存在氧離子間隙,數值顯著降低(CRC Materials Science Handbook)。
飽和磁化強度(Saturation Magnetization,常記為(M_s))是描述磁性材料磁化能力的關鍵物理量,其定義為:在外加磁場足夠強時,材料内部所有磁矩完全沿磁場方向排列後達到的最大磁化強度值。此時,繼續增大外磁場,材料的磁化強度不再增加,呈現“飽和”狀态。
物理意義
飽和磁化強度反映了材料中原子或離子磁矩的密度和排列方式。對于鐵磁性材料(如鐵、钴、鎳),其值較高,例如純鐵的(M_s)約為(2.15 , text{T})(特斯拉)。它由材料的晶體結構、原子磁矩大小和溫度共同決定。
影響因素
應用領域
數學表達
磁化強度(M)與外加磁場(H)的關系可通過磁滞回線描述,飽和磁化強度對應回線的平台段:
$$
M_s = frac{mu_0 N m}{V}
$$
其中,(N)為磁矩數,(m)為單個磁矩大小,(V)為材料體積,(mu_0)為真空磁導率。
測量方法
常用振動樣品磁強計(VSM)或超導量子幹涉儀(SQUID)測量,通過逐步增加磁場直至磁化強度不再變化來确定(M_s)。
飽和磁化強度與材料的其他磁性參數(如剩磁(M_r)、矯頑力(H_c))共同決定了其適用場景。例如,永磁材料需要高(M_s)和高(H_c),而軟磁材料則需高(M_s)和低(H_c)以提高磁導率。
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