齒板聚磁介質(zhì)

《冶金學(xué)名詞》第二版。

外形是帶齒的板狀、齒板的齒角為110°，齒尖對齒尖排列的聚磁介質(zhì)。

從磁介質(zhì)的原子構(gòu)成，它們間的相互作用以及它們在磁場下的反應(yīng)，來討論六種磁介質(zhì)的性質(zhì)：

磁介質(zhì)抗磁性

抗磁性是所有材料都具有的。雖然它很弱?？勾盼镔|(zhì)由無凈磁矩的原子（即原子所有軌道層都充滿電子；沒有不成對的電子）它只有原子的電子繞軌道運(yùn)動產(chǎn)生的磁矩。在磁場作用下，電子受到羅侖茲力作用，使電子繞軌道運(yùn)動的面積減少；等效于產(chǎn)生與磁場方向相反的磁矩。故稱為抗磁性。材料在磁場作用下所產(chǎn)生的磁化強(qiáng)度 M=xH；這里x 稱為磁化率； H 是外加磁場。因此，抗磁物質(zhì)的磁化率 x 是負(fù)的。x與溫度無關(guān)。

磁介質(zhì)順磁性

這類物質(zhì)的原子軌道只有部分填充電子，故原子有凈磁矩。鐵原子是沒充滿的典型原子。如這些原子間又沒有相互作用，無外場時，整體的磁化強(qiáng)度為零（因每個原子磁矩混亂取向）。外加磁場時，原子磁矩部分取向；順磁體的磁化強(qiáng)度隨磁場增大而增大。故磁化率是正的。數(shù)學(xué)表達(dá)式為： M=xH； x>0，但x隨溫度升高而下降。這是溫度使每個原子磁矩傾向于混亂的原故。x(T)隨溫度的變化，稱居里定律。順磁物質(zhì)磁化率的單位和抗磁的相同。粘土：x=13；富鐵粘土：x=65；黑云母：x=79 等是順磁性的物質(zhì)。

磁介質(zhì)鐵磁性

鐵磁性的原子都有剩磁矩，而且它們間相互交換作用十分強(qiáng)（來自電子間的交換力），引起原子磁矩平行取向。交換是由于二個電子自旋的相對取向所造成的交換力，是量子力學(xué)效應(yīng)。這種力很強(qiáng)；它相當(dāng)于1000 Tesla磁場的量級?；蚪?00 萬倍地磁場的大小。鐵磁在無外磁場都有一凈磁化強(qiáng)度。Fe，Ni，Co 及其合金是鐵磁性的典型物質(zhì)。它有三個特性：（1）自發(fā)磁化強(qiáng)度（由自旋磁矩的大小決定）；（2）有一磁有序溫度（居里溫度）；在此溫度之上，變成磁無序（順磁性）（3），磁場去后，鐵磁物質(zhì)還保留剩余磁化強(qiáng)度（有磁滯）。順磁與鐵磁的主要性能比較：順磁磁化達(dá)飽和所需外場為10Tesla，鐵磁只需1Tesla。

鐵的氧化物由于晶體結(jié)構(gòu)形成較復(fù)雜的磁有序，稱為亞鐵磁性。這種磁有序結(jié)構(gòu)由二種稱A和B的磁次晶格組成，它們由氧陰離子隔開，但通過氧離子進(jìn)行間接（超）交換作用。使二種次晶格的自旋反平行取向。由于亞鐵磁的二種次晶格的磁矩不相等，使整體物質(zhì)有一凈磁矩。此凈磁矩在外場下的行為和鐵磁性的相似。它也具有自發(fā)磁化強(qiáng)度，居里溫度，剩磁(磁滯）等。但鐵磁和反鐵磁卻有十分不同的磁有序結(jié)構(gòu)。Fe3O4是典型的亞鐵磁磁介質(zhì)。

磁介質(zhì)反鐵磁性

反鐵磁介質(zhì)內(nèi)，二種磁次晶格原子的磁矩的交換作用是負(fù)的，使得每個原子的磁矩方向都與其近鄰的每個原子的磁矩方向反平行，如果磁介質(zhì)內(nèi)二種次磁晶格的磁矩完全相等，則整體的凈磁矩為零。這種類型的磁有序，稱為反鐵磁性。它從零度至涅爾溫度之間的磁化率與順磁性的相近；在涅爾溫度時最大。

反鐵磁磁介質(zhì)一般為過渡金屬化合物，特別是氧化物。比較多的括，赤鐵礦，鉻，鐵錳合金和鎳的氧化物(NiO)等。

磁介質(zhì)超順磁性

把鐵磁或亞鐵介質(zhì)粉碎成納米尺寸的顆粒，其在磁場下的行為稱超順磁性。因為這些納米磁性顆粒都各自有磁矩，但在溫度的熱運(yùn)動下，它們是混亂取向的，在外磁場作用下，會形成一定的磁化強(qiáng)度。其行為類似順磁性，但其磁化率則與鐵磁或亞鐵磁性的介質(zhì)相近。

綜合上面六類磁介質(zhì)的性質(zhì)看；六類中，只有抗磁性一種介質(zhì)的原子沒有剩余磁矩。其余五種磁介質(zhì)的原子都有剩余磁矩。但順磁介質(zhì)內(nèi)的原子沒有磁有序。其余的鐵磁，亞鐵磁，反鐵磁和超順磁介質(zhì)的原子都有磁有序結(jié)構(gòu)。 2100433B

在磁場作用下表現(xiàn)出磁性的物質(zhì)。物質(zhì)在外磁場作用下表現(xiàn)出磁性的現(xiàn)象稱為磁化。所有物質(zhì)都能磁化，故都是磁介質(zhì)。按磁化機(jī)構(gòu)的不同，磁介質(zhì)可分為抗磁體、順磁體、鐵磁體、反鐵磁體和亞鐵磁體五大類。在無外磁場時抗磁體分子的固有磁矩為零，外加磁場后，由于電磁感應(yīng)每個分子感應(yīng)出與外磁場方向相反的磁矩，所產(chǎn)生的附加磁場在介質(zhì)內(nèi)部與外磁場方向相反，此性質(zhì)稱為抗磁性。順磁體分子的固有磁矩不為零，在無外磁場時，由于熱運(yùn)動而使分子磁矩的取向作無規(guī)分布，宏觀上不顯示磁性。在外磁場作用下，分子磁矩趨向于與外磁場方向一致的排列，所產(chǎn)生的附加磁場在介質(zhì)內(nèi)部與外磁場方向一致，此性質(zhì)稱為順磁性。介質(zhì)磁化后的特點(diǎn)是在宏觀體積中總磁矩不為零，單位體積中的總磁矩稱為磁化強(qiáng)度。