磁学性能学习教案

1、会计学1磁学性能磁学性能(xngnng)第一页，共30页。分子电流观点：分子电流观点： 物质中的每个分子中都存在环形电流（分子中原子、离子核外电子循物质中的每个分子中都存在环形电流（分子中原子、离子核外电子循规、自旋运动，核子自旋运动规、自旋运动，核子自旋运动) )，每个环形电流都将产生磁场。，每个环形电流都将产生磁场。 无外磁场时，各分子环流取向杂乱无章，作用抵消，不显磁性；无外磁场时，各分子环流取向杂乱无章，作用抵消，不显磁性； 施加外磁场后，分子电流的磁矩在磁场场作用下趋于定向排列，而呈施加外磁场后，分子电流的磁矩在磁场场作用下趋于定向排列，而呈现出宏观磁性。现出宏观磁性。 磁化强度磁化

2、强度(M)：磁介质磁化单位体积产生的磁介质磁化单位体积产生的总磁矩总磁矩（单位体积内环电（单位体积内环电流磁矩流磁矩矢量和矢量和Pm/VPm/V）。衡量物质的磁化强弱和状态（强度和方向）。）。衡量物质的磁化强弱和状态（强度和方向）。等效磁荷观点：等效磁荷观点： 把材料的磁分子看成磁偶极子，末磁化时各磁偶极子取向呈无序状态，把材料的磁分子看成磁偶极子，末磁化时各磁偶极子取向呈无序状态，其偶极矩的矢量和为其偶极矩的矢量和为0，不显磁性；当施加外磁场后，偶极子受外磁场作，不显磁性；当施加外磁场后，偶极子受外磁场作用而转向外场方向，使材料呈现宏观磁性。用而转向外场方向，使材料呈现宏观磁性。 磁极化强度

3、（磁极化强度（J）：单位体积的：单位体积的磁偶极矩磁偶极矩的矢量和（的矢量和（jm/V）。）。 材料内一个磁矩为材料内一个磁矩为PmPm的电流环可看成是一个偶极矩为的电流环可看成是一个偶极矩为j jm m0 0PmPm的磁偶的磁偶极子，故有：极子，故有：J0M 0真空磁导率真空磁导率（ ）。）。第1页/共29页第二页，共30页。 研究材料磁性的最基本的任务是确定材料的磁化强度研究材料磁性的最基本的任务是确定材料的磁化强度M与外磁场强度与外磁场强度H和温度和温度T的关系，在一定温度下，定义：的关系，在一定温度下，定义：MH 称为物质的磁化率，即单位外磁场强度下材料的磁化强度。它的大小反映了物称为

4、物质的磁化率，即单位外磁场强度下材料的磁化强度。它的大小反映了物质磁化的难易程度，是材料的一个重要的磁参数。同时，它也是物质磁性分类的质磁化的难易程度，是材料的一个重要的磁参数。同时，它也是物质磁性分类的主要依据。主要依据。 基本磁化曲线：不同磁介质其磁化曲线不同，曲线上任意一点都对应着材料的基本磁化曲线：不同磁介质其磁化曲线不同，曲线上任意一点都对应着材料的某种磁化状态某种磁化状态(zhungti)，它与坐标原点连线的斜率即表示材料在该磁场下的磁，它与坐标原点连线的斜率即表示材料在该磁场下的磁化率。化率。 磁化率三种表示形式：磁化率三种表示形式： V表示单位体积的磁化率，表示单位体积的磁化率

5、， A表示每摩尔的磁化率，表示每摩尔的磁化率，g表示单位质量（每克）的磁化率。表示单位质量（每克）的磁化率。 根据磁化率符号和大小，可把磁介质分为五类。根据磁化率符号和大小，可把磁介质分为五类。2. 磁化率与物质磁化率与物质(wzh)磁性的磁性的分类分类M铁磁性材料亚铁磁性材料顺磁性材料反铁磁性材料抗磁性材料H0第2页/共29页第三页，共30页。2. 磁化率与物质磁性磁化率与物质磁性(cxng)的分类的分类1 1）抗磁体）抗磁体 为甚小负常数，约在为甚小负常数，约在10-610-6数量级，即数量级，即M M与与H H方向方向(fngxing)(fngxing)相反，在磁场中使磁场相反，在磁场中

6、使磁场稍减弱，受微弱斥力，约有一半的简单金属是抗磁体。分为：稍减弱，受微弱斥力，约有一半的简单金属是抗磁体。分为： (1)“ (1)“经典经典”抗磁体，抗磁体，不随不随T T变化，如铜、银、金、汞、锌等。变化，如铜、银、金、汞、锌等。 (2) (2)反常抗磁体，反常抗磁体，随随T T变化，为前者变化，为前者1010100100倍，如铋、镓、锑、锡等。倍，如铋、镓、锑、锡等。2 2）顺磁体）顺磁体 为正常数，约为为正常数，约为10103 310106 6数量级，即数量级，即M M与与H H方向方向(fngxing)(fngxing)相同，在磁场中使相同，在磁场中使磁场稍增强，受微弱引力，分为：磁

7、场稍增强，受微弱引力，分为： （l l）正常顺磁体，）正常顺磁体， 随随T T变化，且符合与变化，且符合与T T反比关系，如铂、钯、奥氏体不锈钢、反比关系，如铂、钯、奥氏体不锈钢、稀土金属等。稀土金属等。 （2 2） 与与T T无关的顺磁体，如锂、钠、钾、铷等。无关的顺磁体，如锂、钠、钾、铷等。3 3）反铁磁体）反铁磁体 是甚小的正常数，当是甚小的正常数，当T T高于某个温度时（尼尔温度高于某个温度时（尼尔温度TNTN），转换为顺磁体，），转换为顺磁体，T T 曲线？如曲线？如MnMn、铬、氧化镍、氧化锰等。、铬、氧化镍、氧化锰等。4 4）铁磁体）铁磁体 为很大的正变数，约在为很大的正变数，约

8、在1010106106数量级，且不大的数量级，且不大的H H就能产生很大的就能产生很大的M M，在磁场中，在磁场中被强烈磁化，受强大的吸力，如铁、钴、镍等。其被强烈磁化，受强大的吸力，如铁、钴、镍等。其M MH H 、 H H曲线？曲线？5 5）亚铁磁体）亚铁磁体 类似铁磁体，但类似铁磁体，但值没有铁磁体大，如磁铁矿（值没有铁磁体大，如磁铁矿（Fe3O4Fe3O4）等。）等。第3页/共29页第四页，共30页。3. 磁导率磁导率 磁感应强度磁感应强度（B）：通过磁场中某点，垂直于磁场方向单位面积的磁）：通过磁场中某点，垂直于磁场方向单位面积的磁力线数。单位：特斯拉。力线数。单位：特斯拉。 在真空

9、中：在真空中： 真空磁导率真空磁导率。 磁场中有磁介质时（非真空）：磁介质被磁化，使该处的磁场发生变磁场中有磁介质时（非真空）：磁介质被磁化，使该处的磁场发生变化，则，总磁感应强度：化，则，总磁感应强度： 称为附加磁场强度，其值等于磁化强度称为附加磁场强度，其值等于磁化强度M。 令令 称为称为相对磁导率相对磁导率，无纲量。，无纲量。 称为介质的称为介质的磁导率磁导率（绝对磁导率绝对磁导率），反应磁感应强度随），反应磁感应强度随外磁场的变化速率，单位与外磁场的变化速率，单位与 相同，为亨相同，为亨/米米 。其大小与磁介质和外加。其大小与磁介质和外加磁场强度有关。磁场强度有关。 第4页/共29页第

10、五页，共30页。 1）磁化曲线）磁化曲线 对原先不存在宏观磁性的材料，施加一由对原先不存在宏观磁性的材料，施加一由0逐渐增大的磁场，所得到的逐渐增大的磁场，所得到的M-H曲曲线，即材料磁化强度随外磁场变化的曲线。线，即材料磁化强度随外磁场变化的曲线。 铁磁性材料的磁化曲线：铁磁性材料的磁化曲线： M、 B、 随随 H变化曲线。变化曲线。 微弱微弱H阶段：阶段：B、M随随H的增大缓慢增加，的增大缓慢增加，M与与H近似呈直线关系，磁化可逆。近似呈直线关系，磁化可逆。 H继续增大：继续增大： B、M随随H急剧增加，急剧增加，增加很快并出现极大值，即达到最大磁导增加很快并出现极大值，即达到最大磁导率率

11、max ，过程不可逆（去掉，过程不可逆（去掉H后，仍保持部分磁化）。后，仍保持部分磁化）。 H再进一步增大：再进一步增大： B、M随随H增加变缓，磁化进行越来越困难，增加变缓，磁化进行越来越困难， 当当H达到达到Hs时，时， 逐渐趋近于逐渐趋近于0，M达到饱和值达到饱和值Ms。Ms称为饱和磁化强度，对应的磁感应强度称称为饱和磁化强度，对应的磁感应强度称为饱和磁感应强度为饱和磁感应强度Bs。 H Hs时，时，M不变，不变，B继续缓慢增大。继续缓慢增大。 所有铁磁性材料的磁化曲线都有以上规律所有铁磁性材料的磁化曲线都有以上规律(gul)，只是各阶段区间、，只是各阶段区间、Ms大小及大小及上升的陡度

12、不同。上升的陡度不同。 铁磁性材料从完全退磁状态到饱和之前的磁化过程称为技术磁化。铁磁性材料从完全退磁状态到饱和之前的磁化过程称为技术磁化。 起始磁导率起始磁导率i ： H=0时的磁导率。时的磁导率。 4. 4. 铁磁性材料铁磁性材料(cilio)(cilio)的磁化曲线和磁滞的磁化曲线和磁滞回线回线第5页/共29页第六页，共30页。4. 4. 铁磁性材料的磁化铁磁性材料的磁化(chu)(chu)曲线和磁滞回线曲线和磁滞回线 2）铁磁性材料的磁滞回线：）铁磁性材料的磁滞回线： 铁磁性材料从饱和磁化状态逐渐降低铁磁性材料从饱和磁化状态逐渐降低H时，时，M不再沿原来的基本磁化曲线降低，而不再沿原来

13、的基本磁化曲线降低，而是降低的慢得多，当是降低的慢得多，当H降至降至0时，时，M0，而保留一定的值，而保留一定的值Mr， Mr称为剩余磁化强度，称为剩余磁化强度，这种现象这种现象(xinxing)称为剩磁现象称为剩磁现象(xinxing)。要使。要使M降至降至0，必须施加一反向磁场，必须施加一反向磁场Hc， Hc称为磁矫顽力。继续增加反向磁场至称为磁矫顽力。继续增加反向磁场至Hs，磁化强度达到，磁化强度达到Ms。从。从 Ms改改为正向磁场，随为正向磁场，随H的增加，的增加，M沿另一曲线逐渐增大至沿另一曲线逐渐增大至Ms。 可见，整个过程中可见，整个过程中M的变化总是落后于的变化总是落后于H的变

14、化，这种现象的变化，这种现象(xinxing)称为磁滞效称为磁滞效应。应。 由于磁滞效应的存在，磁化一周，得到一关于原点对称的闭合曲线，称为磁滞回线。由于磁滞效应的存在，磁化一周，得到一关于原点对称的闭合曲线，称为磁滞回线。是铁磁性材料的重要特征之一。是铁磁性材料的重要特征之一。 磁滞现象磁滞现象(xinxing)表明，铁磁性材料的磁化过程存在着不可逆过程，磁化过程要表明，铁磁性材料的磁化过程存在着不可逆过程，磁化过程要消耗能量。磁滞回线包围的面积相当于磁化一周所产生的损耗，称为磁滞损耗。消耗能量。磁滞回线包围的面积相当于磁化一周所产生的损耗，称为磁滞损耗。第6页/共29页第七页，共30页。

15、3）铁磁性材料）铁磁性材料(cilio)的退磁：的退磁： 磁滞回线的起点不是饱和点，而在饱和点以下时，磁滞回线的起点不是饱和点，而在饱和点以下时，H减小时，减小时，Mr和和Hc减小，即磁减小，即磁滞回线变得短而窄，若施加的交变磁场幅值滞回线变得短而窄，若施加的交变磁场幅值H趋于趋于0时，则回线将成为趋于坐标原点的时，则回线将成为趋于坐标原点的螺线，直至交变磁场的螺线，直至交变磁场的H 0，铁磁体将完全退磁。，铁磁体将完全退磁。 4）铁磁性参数、软磁材料）铁磁性参数、软磁材料(cilio)与硬磁材料与硬磁材料(cilio) 铁磁性参数主要包括铁磁性参数主要包括、Mr、Hc、Ms， 它们的大小决定

16、了其磁滞回线的形状，主它们的大小决定了其磁滞回线的形状，主要取决于材料要取决于材料(cilio)的化学组成与相组成，同时与材料的化学组成与相组成，同时与材料(cilio)的组织结构有关，即的组织结构有关，即与制备工艺有关。不同铁磁性材料与制备工艺有关。不同铁磁性材料(cilio)，磁滞回线的形状不同，据此将铁磁性材料，磁滞回线的形状不同，据此将铁磁性材料(cilio)分为软磁材料分为软磁材料(cilio)和硬磁（永磁）材料和硬磁（永磁）材料(cilio)。 软磁材料软磁材料(cilio)：磁滞回线瘦长，：磁滞回线瘦长， 高、高、 Ms高、高、 Hc小、小、 Mr低，如变压器铁芯，低，如变压器铁

17、芯， 常用材料常用材料(cilio)如工业纯铁、硅铁、铁镍合金、铁钴合金等。如工业纯铁、硅铁、铁镍合金、铁钴合金等。 硬磁（永磁）材料硬磁（永磁）材料(cilio)：磁滞回线短粗，：磁滞回线短粗，低、低、 Hc与与 Mr高，常用材料高，常用材料(cilio)如铁氧体、铝镍、稀土钴、稀土镍合金等，如铁氧体、铝镍、稀土钴、稀土镍合金等，80年代发展的年代发展的Nd-Fe-B系合金。系合金。 Mr/Ms接近于接近于1的矩形回线材料的矩形回线材料(cilio)即矩磁材料即矩磁材料(cilio)是理想的磁记录材料是理想的磁记录材料(cilio)。4.4.铁磁性材料铁磁性材料(cilio)(cilio)的

18、磁化曲线和磁滞回线的磁化曲线和磁滞回线第7页/共29页第八页，共30页。1.1.原子的磁性原子的磁性1 1）材料磁性产生的本源）材料磁性产生的本源 任何物质由原子组成，原子又有带正电的原子核（核子）和带负电的电子构成。任何物质由原子组成，原子又有带正电的原子核（核子）和带负电的电子构成。核子和电子本身都在做自旋运动核子和电子本身都在做自旋运动(yndng)(yndng)，电子又沿一定轨道绕核子做循规运动，电子又沿一定轨道绕核子做循规运动(yndng)(yndng)。它们的这些运动。它们的这些运动(yndng)(yndng)形成闭合电流，从而产生磁矩。形成闭合电流，从而产生磁矩。 材料磁性的本源

19、是：材料内部电子的循轨运动材料磁性的本源是：材料内部电子的循轨运动(yndng)(yndng)和自旋运动和自旋运动(yndng)(yndng)。 核子自旋运动核子自旋运动(yndng)(yndng)哪？（约为电子磁矩的哪？（约为电子磁矩的1/20001/2000） 2 2）电子磁矩）电子磁矩 轨道磁矩：电子循规运动轨道磁矩：电子循规运动(yndng)(yndng)（绕核子在（绕核子在s s、p p、d d、f f等轨道运动等轨道运动(yndng)(yndng)）产生的磁矩。）产生的磁矩。 大小：大小： I I与闭合环面积与闭合环面积S S的乘积。的乘积。 方向方向: :垂直于电子运动垂直于电子

20、运动(yndng)(yndng)的轨迹平面，符合右手定则。的轨迹平面，符合右手定则。 自旋磁矩：电子自旋运动自旋磁矩：电子自旋运动(yndng)(yndng)产生的磁矩，方向平行于自旋轴。产生的磁矩，方向平行于自旋轴。 电子磁矩：轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和。电子磁矩：轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和。 原子核自旋产生的磁矩很小（重，速度很低），约为电子磁矩的原子核自旋产生的磁矩很小（重，速度很低），约为电子磁矩的1/20001/2000，一般，一般可忽略。可忽略。第第2 2节节 物质的磁性及其物理物质的磁性及其物理(wl)(wl)本质本质第8页/共29页第九页，共30页。1.1.原子原子(yunz)

21、(yunz)的磁性的磁性3）原子、分子磁矩）原子、分子磁矩 理论证明，原子中电子层被排满的壳层中总磁矩为理论证明，原子中电子层被排满的壳层中总磁矩为0，只有原子中存在只有原子中存在未被排满的电子层时未被排满的电子层时，未排满的电子层中总磁矩不为，未排满的电子层中总磁矩不为0，原子才有磁矩原子才有磁矩，叫叫固有磁矩固有磁矩。原因原因：因：因排满时排满时，在每一亚轨道上都有一对电子，它们自旋和循规运动的，在每一亚轨道上都有一对电子，它们自旋和循规运动的方向相反，成对电子的磁矩抵消；电子层方向相反，成对电子的磁矩抵消；电子层未被填满时未被填满时，根据洪特法则，电，根据洪特法则，电子尽量占据不同的亚轨

22、道，且单电子间自旋、循规方向相同，电子磁矩不子尽量占据不同的亚轨道，且单电子间自旋、循规方向相同，电子磁矩不被抵消。被抵消。 如如Fe：在：在3d轨道上未排满，只有轨道上未排满，只有6个电子（个电子（ ），），3d的的5个亚轨道上，有个亚轨道上，有4个只有一个电子，故个只有一个电子，故Fe原子的固有磁矩是这原子的固有磁矩是这4个电子个电子磁矩的总和。磁矩的总和。 原子结合成分子时，外层电子磁矩发生变化，故原子结合成分子时，外层电子磁矩发生变化，故分子磁矩不等于单个分子磁矩不等于单个原子磁矩之和原子磁矩之和。第9页/共29页第十页，共30页。2. 物质物质(wzh)的抗的抗磁性磁性 如前所述，电

23、子壳层已填满的原子总磁矩为如前所述，电子壳层已填满的原子总磁矩为0，但这只是在无外，但这只是在无外H的情的情况下，在外况下，在外H作用下，即使对于总磁矩为作用下，即使对于总磁矩为0的原子，也会产生磁矩。这是的原子，也会产生磁矩。这是由于由于电子的循规运动在外电子的循规运动在外H作用下都会产生抗磁矩作用下都会产生抗磁矩(不管循规运动的方向是不管循规运动的方向是绕绕H轴向顺时针还是逆时针轴向顺时针还是逆时针),即产生的附加磁矩总是与外即产生的附加磁矩总是与外H方向相反。方向相反。为什为什么？么？ 取两个轨道平面与取两个轨道平面与H方向垂直而循规方向相反的电子为例：方向垂直而循规方向相反的电子为例：

24、 电子循规运动所产生的电子循规运动所产生的轨道磁矩轨道磁矩： ，同时必然受一同时必然受一向心力向心力 ，在磁场中运动，磁场还要对其产生一，在磁场中运动，磁场还要对其产生一附加力附加力K（方向符（方向符合左手定则）。设合左手定则）。设H方向由下向上：方向由下向上： 电流方向顺时针（电子逆时针）时电流方向顺时针（电子逆时针）时：K与与K方向相同，等于向心力增方向相同，等于向心力增加，根据加，根据 ，m和和r不变，故不变，故增大，使增大，使Pl增大，即产生的附加磁矩增大，即产生的附加磁矩P的方向与外的方向与外H方向相反。方向相反。 电流方向顺时针（电子逆时针）时电流方向顺时针（电子逆时针）时：K与与

25、K方向相反，等于向心力减方向相反，等于向心力减小，根据小，根据 ，m和和r不变，故不变，故减小，使减小，使Pl减小，也等于产生的附加减小，也等于产生的附加磁矩磁矩P的方向与外的方向与外H方向相反。方向相反。 即不管电子循轨运动方向是顺时针还是逆时针，在外即不管电子循轨运动方向是顺时针还是逆时针，在外H中产生的附加中产生的附加磁矩方向总是与磁矩方向总是与H方向相反，这就是物质产生抗磁性的原因方向相反，这就是物质产生抗磁性的原因。 第10页/共29页第十一页，共30页。 显然，物质的抗磁性不是电子循轨、自旋本身产生的，而是在外显然，物质的抗磁性不是电子循轨、自旋本身产生的，而是在外H H中电中电子

26、循规运动产生的附加磁矩产生的，所以抗磁磁化是可逆的，且子循规运动产生的附加磁矩产生的，所以抗磁磁化是可逆的，且P P与与H H成成正比。但抗磁体正比。但抗磁体(ct)(ct)的磁化率很小。的磁化率很小。 对于一个原子，有多个电子，具有不同的轨道半径，且轨道平面不对于一个原子，有多个电子，具有不同的轨道半径，且轨道平面不一定与一定与H H方向垂直。产生的抗磁磁矩：方向垂直。产生的抗磁磁矩： 思考：为什么说所有的物质都是磁介质？思考：为什么说所有的物质都是磁介质？ 物质中为什么会产生抗磁性？物质中为什么会产生抗磁性？ 为什么说任何物质在磁场中都要产生抗磁性？（不是说任为什么说任何物质在磁场中都要产

27、生抗磁性？（不是说任何物质何物质 都是抗磁体都是抗磁体(ct)(ct)，电子壳层未被填满的物质不是抗磁，电子壳层未被填满的物质不是抗磁体体(ct)(ct)）。）。2. 物质物质(wzh)的抗磁的抗磁性性第11页/共29页第十二页，共30页。3. 物质物质(wzh)的顺磁的顺磁性性 来源来源：原子（离子）的固有磁矩。：原子（离子）的固有磁矩。 无外无外H时时：由于热运动的影响，固有磁矩取向无序，宏观上无磁性。由于热运动的影响，固有磁矩取向无序，宏观上无磁性。 外外H作用下作用下：固有磁矩与：固有磁矩与H作用，有较高的静磁能，为降低静磁能，固作用，有较高的静磁能，为降低静磁能，固有磁矩改变与有磁矩

28、改变与H的夹角，趋于排向外的夹角，趋于排向外H方向，表现为正向磁化。在常温和方向，表现为正向磁化。在常温和H不是很高的情况下，不是很高的情况下，M与与H成正比，磁化要克服热运动的干扰，磁矩难成正比，磁化要克服热运动的干扰，磁矩难以有序排列，故顺磁化进行十分困难，磁化率较小。以有序排列，故顺磁化进行十分困难，磁化率较小。 常温下顺磁体达到饱和磁化所需的常温下顺磁体达到饱和磁化所需的H非常大，技术上难以达到，但温度非常大，技术上难以达到，但温度降至接近降至接近0K时，就容易了。时，就容易了。 根据顺磁磁化率与温度的关系，可把顺磁体分为三类根据顺磁磁化率与温度的关系，可把顺磁体分为三类： 正常顺磁体

29、正常顺磁体：磁化率随温度升高而降低的顺磁体。：磁化率随温度升高而降低的顺磁体。 符合符合居里定律居里定律： 或或居里外斯定律居里外斯定律： 磁化率与温度无关的顺磁体磁化率与温度无关的顺磁体：如碱金属，其顺磁性是由价电子产生的。：如碱金属，其顺磁性是由价电子产生的。 存在反铁磁体转变的顺磁体存在反铁磁体转变的顺磁体：在居里点或称尼尔点：在居里点或称尼尔点TN以上，与正常顺磁以上，与正常顺磁体一样符合居里外斯定律；在体一样符合居里外斯定律；在TN以下呈反铁磁性，随温度降低，磁化率以下呈反铁磁性，随温度降低，磁化率降低，降低，T0时，磁化率趋近于一常数，在时，磁化率趋近于一常数，在TN 温度磁化率最

30、大。温度磁化率最大。第12页/共29页第十三页，共30页。4. 金属金属(jnsh)的抗磁性与顺的抗磁性与顺磁性磁性 金属由点阵离子和自由电子构成，其磁性取决于：金属由点阵离子和自由电子构成，其磁性取决于： 正离子的抗磁性：正离子的抗磁性： 源于其电子的循规运动源于其电子的循规运动 正离子的顺磁性：正离子的顺磁性： 源于原子的固有磁矩源于原子的固有磁矩 自由电子的抗磁性：源于自由电子的运动自由电子的抗磁性：源于自由电子的运动 自由电子的顺磁性：源于电子的自旋磁矩自由电子的顺磁性：源于电子的自旋磁矩 自由电子的顺磁性大于其抗磁性，所以表现自由电子的顺磁性大于其抗磁性，所以表现(bioxin)(b

31、ioxin)为顺磁性。为顺磁性。 金属的磁性是离子磁性和自由电子磁性的综合结果。金属的磁性是离子磁性和自由电子磁性的综合结果。第13页/共29页第十四页，共30页。5. 抗磁性、顺磁性的影响抗磁性、顺磁性的影响(yngxing)因素因素 1 1）原子结构）原子结构 （会解释不同物质（会解释不同物质(wzh)(wzh)具有不同磁性的原因。）具有不同磁性的原因。） 材料内部既存在产生抗磁性的因素，也存在产生顺磁性的因素，属哪种磁性的材料材料内部既存在产生抗磁性的因素，也存在产生顺磁性的因素，属哪种磁性的材料取决于哪种因素占主导地位。取决于哪种因素占主导地位。 惰性气体：固有磁矩为惰性气体：固有磁矩

32、为0 0，只有电子循规运动产生抗磁性的本源，所以是典型的抗磁，只有电子循规运动产生抗磁性的本源，所以是典型的抗磁性物质性物质(wzh)(wzh)。 非金属：虽有固有磁矩，但由于它们形成分子时，基本上以共价键结合，共价电子非金属：虽有固有磁矩，但由于它们形成分子时，基本上以共价键结合，共价电子对的磁矩相互抵消，所以它们是抗磁性物质对的磁矩相互抵消，所以它们是抗磁性物质(wzh)(wzh)；只有氧和石墨是顺磁性物质；只有氧和石墨是顺磁性物质(wzh)(wzh)。 金属：只有内层电子未被填满时，才产生较强的顺磁性（自由电子对顺磁性的贡献金属：只有内层电子未被填满时，才产生较强的顺磁性（自由电子对顺磁

33、性的贡献较小较小) )。 a.Cu a.Cu、AgAg、AuAu、ZnZn、CdCd、HgHg等，离子产生的抗磁性大于自由电子产生的顺磁性，属抗等，离子产生的抗磁性大于自由电子产生的顺磁性，属抗磁体。磁体。 b. b. 碱金属、碱土金属（除碱金属、碱土金属（除BeBe外）：自由电子产生的顺磁性强，占主导地位，表现为外）：自由电子产生的顺磁性强，占主导地位，表现为顺磁性。顺磁性。 c. c. 稀土金属：表现为较强的顺磁性（磁化率较大稀土金属：表现为较强的顺磁性（磁化率较大) )，且遵从居里外斯定律。因它们，且遵从居里外斯定律。因它们4f4f、5d5d电子壳层未被填满，存在固有磁矩。电子壳层未被填

34、满，存在固有磁矩。 d. d.过渡族元素：具有强烈的顺磁性，因它们存在未填满电子的过渡族元素：具有强烈的顺磁性，因它们存在未填满电子的d d、f f层，形成了晶体离层，形成了晶体离子的固有磁矩。且其中有些存在铁磁转变（如子的固有磁矩。且其中有些存在铁磁转变（如FeFe、CoCo、NiNi），有些存在反铁磁转变（如），有些存在反铁磁转变（如CrCr）。）。第14页/共29页第十五页，共30页。 2 2）温度）温度 对抗磁性基本无影响，对顺磁性影响很大。因为：温度升高，质点热振动加剧，对抗磁性基本无影响，对顺磁性影响很大。因为：温度升高，质点热振动加剧，对磁矩排向的干扰增大，使磁矩的定向排向对磁矩

35、排向的干扰增大，使磁矩的定向排向H H方向困难，使磁化率降低。方向困难，使磁化率降低。 3 3）相变及组织转变）相变及组织转变 熔化凝固、塑性变形、晶粒细化和同素异构转变：电子轨道和原子密度变化，将熔化凝固、塑性变形、晶粒细化和同素异构转变：电子轨道和原子密度变化，将使抗磁磁化率变化。使抗磁磁化率变化。 熔化：一般熔化：一般(ybn)(ybn)使抗磁磁化率减小，但使抗磁磁化率减小，但GeGe、AuAu、AgAg相反。相反。 金属加工硬化：使抗磁性减弱，如金属加工硬化：使抗磁性减弱，如CuCu高度加工硬化可使其由抗磁性转化为顺磁性，高度加工硬化可使其由抗磁性转化为顺磁性，退火后又恢复至抗磁性。退

36、火后又恢复至抗磁性。 晶粒细化：一般晶粒细化：一般(ybn)(ybn)使抗磁性减弱，如使抗磁性减弱，如BiBi、SbSb、SeSe、TeTe在晶粒高度细化时可在晶粒高度细化时可由抗磁性转化为顺磁性。由抗磁性转化为顺磁性。 熔化、加工硬化、晶粒细化都使晶体趋于非晶化，且都使原子间距趋于增大，密熔化、加工硬化、晶粒细化都使晶体趋于非晶化，且都使原子间距趋于增大，密度减小，故影响效果类似。度减小，故影响效果类似。 同素异构转变：使磁化率突变。因：往往引起原子间距和自由电子数的变化。同素异构转变：使磁化率突变。因：往往引起原子间距和自由电子数的变化。5. 抗磁性、顺磁性的影响抗磁性、顺磁性的影响(yn

37、gxing)因素因素第15页/共29页第十六页，共30页。 4 4）合金成分与组织的影响）合金成分与组织的影响 形成固溶体形成固溶体 低磁化率金属间：磁化率与成分间呈平滑曲线关系。低磁化率金属间：磁化率与成分间呈平滑曲线关系。 抗磁性金属中溶入过渡族的强顺磁性金属：情况复杂，视具体体系而定，不抗磁性金属中溶入过渡族的强顺磁性金属：情况复杂，视具体体系而定，不一定朝顺磁性转化。一定朝顺磁性转化。 抗磁性金属中溶入铁磁性金属（抗磁性金属中溶入铁磁性金属（FeFe、CoCo、NiNi）：磁化率剧增，甚至在低浓度）：磁化率剧增，甚至在低浓度时，就可转变时，就可转变(zhunbin)(zhunbin)为

38、顺磁体。为顺磁体。 固溶体有序化：磁化率明显变化，有的抗磁性减弱，有的增强。固溶体有序化：磁化率明显变化，有的抗磁性减弱，有的增强。 合金形成中间相合金形成中间相 磁化率突变，磁化率与成分关系曲线出现极大或极小值。磁化率突变，磁化率与成分关系曲线出现极大或极小值。 两相合金两相合金 磁化率随成分呈直线变化。磁化率随成分呈直线变化。5. 抗磁性、顺磁性的影响抗磁性、顺磁性的影响(yngxing)因素因素第16页/共29页第十七页，共30页。 磁化特点与抗、顺磁质不同，其磁化特点与抗、顺磁质不同，其M M与与H H呈复杂曲线关系，存在磁饱和与磁呈复杂曲线关系，存在磁饱和与磁滞；磁化不可逆，交变磁场

39、中形成磁滞回线；磁化率大，磁化容易。滞；磁化不可逆，交变磁场中形成磁滞回线；磁化率大，磁化容易。 为什么有这些特点，其磁化本质如何？怎么为什么有这些特点，其磁化本质如何？怎么(zn me)(zn me)解释其在外解释其在外H H中的中的特殊行为？特殊行为？第第3 3节节 物质物质(wzh)(wzh)的铁磁性及其物理本质的铁磁性及其物理本质一、铁磁质的自发磁化一、铁磁质的自发磁化1.1.自发磁化与磁畴：自发磁化与磁畴： 自发磁化：铁磁性材料在没有外加自发磁化：铁磁性材料在没有外加H H时，原子磁矩趋于同向排列，而发生的磁化。时，原子磁矩趋于同向排列，而发生的磁化。铁磁质的磁性是自发产生的，磁化过

40、程只不过是把铁磁质本身铁磁质的磁性是自发产生的，磁化过程只不过是把铁磁质本身(bnshn)(bnshn)的磁性显的磁性显示了出来，而不是由外界向铁磁质提供磁性。示了出来，而不是由外界向铁磁质提供磁性。 磁畴：铁磁质自发磁化成的若干个小区域。由于各个区域的磁化方向各不相同，磁畴：铁磁质自发磁化成的若干个小区域。由于各个区域的磁化方向各不相同，故其磁性彼此相消，所以大块铁磁体对外并不显示磁性。故其磁性彼此相消，所以大块铁磁体对外并不显示磁性。2.2.铁磁性产生的两个条件：原子有未被抵消的自旋磁矩、可发生自发磁化。铁磁性产生的两个条件：原子有未被抵消的自旋磁矩、可发生自发磁化。 铁磁质自发磁化的起因

41、是源于原子未披抵消的自旋磁矩，而轨道磁矩对铁磁性几铁磁质自发磁化的起因是源于原子未披抵消的自旋磁矩，而轨道磁矩对铁磁性几乎无贡献。过渡族金属的乎无贡献。过渡族金属的3d3d壳层都未填满，都有未被抵消的自旋磁矩（固有磁矩），壳层都未填满，都有未被抵消的自旋磁矩（固有磁矩），如如FeFe、CoCo、NiNi是铁磁性的；但是铁磁性的；但MnMn虽有剩余自旋磁矩，却不是铁磁质，说明原子具有虽有剩余自旋磁矩，却不是铁磁质，说明原子具有未抵消的自旋磁矩仅是产生铁磁性的必要条件，不是充分条件。金属要具有铁磁性，未抵消的自旋磁矩仅是产生铁磁性的必要条件，不是充分条件。金属要具有铁磁性，关键还在于它的自旋磁矩能

42、自发同向排列，亦即能产生自发磁化。关键还在于它的自旋磁矩能自发同向排列，亦即能产生自发磁化。第17页/共29页第十八页，共30页。一、铁磁质的自发一、铁磁质的自发(zf)(zf)磁磁化化3.3.自发磁化的产生机理与条件自发磁化的产生机理与条件 铁磁质的铁磁质的自发磁化自发磁化，是由于，是由于电子间的静电相互作用电子间的静电相互作用而产生的。而产生的。 据键合理论，原子相互接近形成分子时，电子云要相互重叠，电子要相据键合理论，原子相互接近形成分子时，电子云要相互重叠，电子要相互交换位置。对过渡族金属，原子的互交换位置。对过渡族金属，原子的3d3d与与4S4S态能量接近，它们电子云重叠态能量接近，

43、它们电子云重叠时引起了时引起了3d3d、4S4S态电子的交换。交换所产生的静电作用力称为态电子的交换。交换所产生的静电作用力称为交换力交换力，交交换力的作用迫使相邻原子的自旋磁矩产生有序的排列。换力的作用迫使相邻原子的自旋磁矩产生有序的排列。因交换作用而产生因交换作用而产生的附加能量称为的附加能量称为交换能：交换能： A A为为交换能积分常数交换能积分常数， 为两相邻原子的两个电子自旋磁矩间夹角。可为两相邻原子的两个电子自旋磁矩间夹角。可见，交换能的正负取决于见，交换能的正负取决于A A和和 。 A A0 0， 0 0时时， 具有最大负值，即自旋磁矩同向排列时才具备能量具有最大负值，即自旋磁矩

44、同向排列时才具备能量最低条件，就是说最低条件，就是说A A0 0时可产生时可产生自发磁化，自发磁化，产生产生铁磁性铁磁性。 A A0 0， 180180时，时， 具有最大负值，即自旋磁矩反向排列时才具备能具有最大负值，即自旋磁矩反向排列时才具备能量最低条件，就是说量最低条件，就是说A A 0 0时时不能产生自发磁化不能产生自发磁化，这种排列产生，这种排列产生反铁磁性反铁磁性。 理论表明，理论表明，A不仅与电子运动状态的波函数有关，且强烈依赖于原子间不仅与电子运动状态的波函数有关，且强烈依赖于原子间距和未填满壳层半径。即距和未填满壳层半径。即A A与原子电子结构和晶体的点阵结构有关与原子电子结构

45、和晶体的点阵结构有关。 第18页/共29页第十九页，共30页。3.3.自发自发(zf)(zf)磁化的产生机理与磁化的产生机理与条件条件 实际上，实际上，FeFe、CoCo、NiNi及某些稀土元素及某些稀土元素A A为较大为较大(jio d)(jio d)正值，满足自发磁化的正值，满足自发磁化的条件，为铁磁性金属。大部分稀土元素虽条件，为铁磁性金属。大部分稀土元素虽A A0 0，但因原子间距，但因原子间距/ /未填满壳层半径太大，未填满壳层半径太大，电子云重叠很少或不重叠，电子间的静电电子云重叠很少或不重叠，电子间的静电交换作用很弱（交换作用很弱（A A较小），对电子自旋磁矩较小），对电子自旋磁

46、矩的取向影响甚小，故在常温下为顺磁性；的取向影响甚小，故在常温下为顺磁性；过渡族过渡族CrCr、MnMn，A A 0 0，原子磁矩反平行排，原子磁矩反平行排列，为反铁磁性金属。列，为反铁磁性金属。 可见，铁磁性产生的充分条件：原子内部要有未填满的电子壳层（或说存在固有磁矩），且可见，铁磁性产生的充分条件：原子内部要有未填满的电子壳层（或说存在固有磁矩），且A具具有较大的正值（或说可发生自发磁化）。前者是指原子的本征磁矩，后者指的是要有一定的晶体有较大的正值（或说可发生自发磁化）。前者是指原子的本征磁矩，后者指的是要有一定的晶体点阵结构。点阵结构。 根据自发磁化的过程和理论，可解释许多根据自发磁

47、化的过程和理论，可解释许多(xdu)铁磁特性。如温度对铁磁性的影响，每一铁铁磁特性。如温度对铁磁性的影响，每一铁磁体都有一完全确定的温度（称磁性转变点或居里点），在此温度以上铁磁性转变为顺磁性。这磁体都有一完全确定的温度（称磁性转变点或居里点），在此温度以上铁磁性转变为顺磁性。这是由于温度升高，原子间距加大，交换作用降低，同时热运动也破坏了原子磁矩的规则取向，故是由于温度升高，原子间距加大，交换作用降低，同时热运动也破坏了原子磁矩的规则取向，故自发磁化强度降低，直至居里点，已完全破坏了原子磁矩的规则取向，自发磁化不能发生，材料自发磁化强度降低，直至居里点，已完全破坏了原子磁矩的规则取向，自发磁

48、化不能发生，材料即由铁磁性变为顺磁性。即由铁磁性变为顺磁性。第19页/共29页第二十页，共30页。1. 反铁磁性反铁磁性 如前所述，当交换能积分常数如前所述，当交换能积分常数A为负值为负值(f zh)时，原子磁矩反向平行排列；若相时，原子磁矩反向平行排列；若相邻原子的磁矩相等，则相互抵消，使自发磁化强度趋于零。这种特性称为反铁磁性。邻原子的磁矩相等，则相互抵消，使自发磁化强度趋于零。这种特性称为反铁磁性。除除Mn、Cr外，某些金属氧化物如外，某些金属氧化物如MnO、Cr2O3、CuO、NiO等也属反铁磁体，等也属反铁磁体，目前发现有目前发现有40余种反铁磁性物质。余种反铁磁性物质。 其磁化率其

49、磁化率在尼尔点（在尼尔点（TN）出现极大值，）出现极大值，T TN 时呈反铁磁性，时呈反铁磁性， 随温度的升随温度的升高而增大；高而增大； T TN 时呈强顺磁性磁性，时呈强顺磁性磁性， 随温度的升高而降低，符合居里外斯随温度的升高而降低，符合居里外斯定律。尼尔点附近存在电阻、热膨胀、比热、弹性等反常现象，据此，反铁磁物质定律。尼尔点附近存在电阻、热膨胀、比热、弹性等反常现象，据此，反铁磁物质可能成为有实用意义的材料。如近几年正在研究具有反铁磁性的可能成为有实用意义的材料。如近几年正在研究具有反铁磁性的FeMn合金作为合金作为恒弹性材料。恒弹性材料。二、反铁磁性和亚铁磁性二、反铁磁性和亚铁磁性

50、TnT第20页/共29页第二十一页，共30页。 由两种离子组成，两亚点阵磁矩的方向相反，但大小不等，自发磁矩部分抵消，由两种离子组成，两亚点阵磁矩的方向相反，但大小不等，自发磁矩部分抵消，自发磁化强度不为自发磁化强度不为0，称亚铁磁性。，称亚铁磁性。 具有亚铁磁性的物质大部分是金属氧化物。目前发现的一般是具有亚铁磁性的物质大部分是金属氧化物。目前发现的一般是Fe2O3与二价金属氧与二价金属氧化物组成的复合氧化物，称化物组成的复合氧化物，称 “铁氧体铁氧体”，即以氧化铁为主要成分的磁性氧化物。，即以氧化铁为主要成分的磁性氧化物。 铁氧体中磁性离子都被较大的氧离子所隔离，故磁性离子间不存在直接交换

51、作用。铁氧体中磁性离子都被较大的氧离子所隔离，故磁性离子间不存在直接交换作用。事实上铁氧体内部存在着很强的自发磁化，是通过夹在磁性离子间的氧离子而形成的事实上铁氧体内部存在着很强的自发磁化，是通过夹在磁性离子间的氧离子而形成的间接交换，称超交换作用，使每个亚点阵内离子磁矩反向平行排列，大小不等，剩余间接交换，称超交换作用，使每个亚点阵内离子磁矩反向平行排列，大小不等，剩余部分即表现为自发磁化。部分即表现为自发磁化。 从已知的反铁磁结构出发，利用元素代换可能制成一种保持原来磁结构的反平行从已知的反铁磁结构出发，利用元素代换可能制成一种保持原来磁结构的反平行排列但磁矩不等的亚铁磁晶体排列但磁矩不等

52、的亚铁磁晶体(jngt)。利用这一原理，已创造出一些新的亚铁磁体。利用这一原理，已创造出一些新的亚铁磁体。 同铁磁体一样，在铁氧体内也存在交换作用与热运动的矛盾，随温度升高铁氧体的同铁磁体一样，在铁氧体内也存在交换作用与热运动的矛盾，随温度升高铁氧体的饱和磁化强度降低，达某一足够温度时自发磁化消失，变为顺磁体，这一温度即为铁饱和磁化强度降低，达某一足够温度时自发磁化消失，变为顺磁体，这一温度即为铁氧体的居里温度。氧体的居里温度。 亚铁磁体属半导体，其高电阻率的特点使它可以应用于高频磁化。亚铁磁体属半导体，其高电阻率的特点使它可以应用于高频磁化。 2.2.亚铁磁性亚铁磁性三种磁性质的三种磁性质的

53、T关系图和原子关系图和原子(yunz)（离子）磁矩排列示意图。（离子）磁矩排列示意图。第21页/共29页第二十二页，共30页。1. 磁晶各向异性磁晶各向异性 铁磁单晶体磁化时沿不同晶向的磁化曲线不同，如沿铁的铁磁单晶体磁化时沿不同晶向的磁化曲线不同，如沿铁的100、镍的、镍的111和钴的和钴的0001方向极易磁化，在很小的方向极易磁化，在很小的H下即可达到磁饱和，故它们是易磁化方向。而沿铁下即可达到磁饱和，故它们是易磁化方向。而沿铁的的111、镍的、镍的100和钴的和钴的1010方向磁化时，则需非常强的方向磁化时，则需非常强的H才能达磁饱和，它们是才能达磁饱和，它们是难磁化方向。像这种在铁磁单

54、晶体的不同晶向上磁性能不同的性质称为磁性的各向异难磁化方向。像这种在铁磁单晶体的不同晶向上磁性能不同的性质称为磁性的各向异性。性。2. 磁各向异性的机理磁各向异性的机理 在晶体原子中，电子由于受自旋轨道相互作用，电荷分布为椭球形，而不是球形，在晶体原子中，电子由于受自旋轨道相互作用，电荷分布为椭球形，而不是球形，使得不同磁化方向上相邻原子电子云重叠程度不同，交换能的大小不同，磁化性质不使得不同磁化方向上相邻原子电子云重叠程度不同，交换能的大小不同，磁化性质不同。同。3. 磁晶各向异性能磁晶各向异性能 为使铁磁体磁化需消耗的能量称为磁化功。数量上等于为使铁磁体磁化需消耗的能量称为磁化功。数量上等

55、于M轴与磁化曲线围成的面积。轴与磁化曲线围成的面积。易、难磁化方向上磁化功不同。易、难磁化方向上磁化功不同。 磁化强度分量沿不同晶轴方向的能量差称磁晶各向异性能，简称磁晶能（即不同磁磁化强度分量沿不同晶轴方向的能量差称磁晶各向异性能，简称磁晶能（即不同磁化方向的磁化曲线所围的面积）。化方向的磁化曲线所围的面积）。 软磁材料要求具有小磁晶能，而大矫顽力的硬磁材料却要求较大的磁晶能，研究磁软磁材料要求具有小磁晶能，而大矫顽力的硬磁材料却要求较大的磁晶能，研究磁各向异性将为寻求各向异性将为寻求(xnqi)新磁性材料提供线索。新磁性材料提供线索。第第4 4节节 磁晶各向异性磁晶各向异性( xin y

56、xn)( xin y xn)和各向异性和各向异性( xin y xn)( xin y xn)能能第22页/共29页第二十三页，共30页。第第5 5节节 磁致伸缩磁致伸缩(shn su)(shn su)与磁弹性能与磁弹性能1. 磁致伸缩与磁致伸缩系数磁致伸缩与磁致伸缩系数 铁磁体铁磁体在磁场中被磁化时，其形状和尺寸都会发生变化的现象称在磁场中被磁化时，其形状和尺寸都会发生变化的现象称磁致伸缩效应磁致伸缩效应。此效应在技术上已得到应用，如具有高磁致伸缩系数的材料已被用来做超声波换能此效应在技术上已得到应用，如具有高磁致伸缩系数的材料已被用来做超声波换能器、延迟线与存储器等。器、延迟线与存储器等。

57、磁致伸缩的大小可用磁致伸缩的大小可用磁致伸缩系数磁致伸缩系数表示，表示，L/L 0，表示沿磁场方向的尺寸伸长，为，表示沿磁场方向的尺寸伸长，为正磁致伸缩正磁致伸缩； 0，表示沿磁场方向的尺寸缩短，为，表示沿磁场方向的尺寸缩短，为负磁致伸缩负磁致伸缩。 所有铁磁体均有磁致伸缩特性，但不同铁磁体其磁致伸缩系数不同所有铁磁体均有磁致伸缩特性，但不同铁磁体其磁致伸缩系数不同。 随随H提高提高M和和 增加，当增加，当H增至增至Hs时时M达达Ms， 也达最大值（达饱和），此时也达最大值（达饱和），此时的磁致伸缩系数的磁致伸缩系数s称称饱和磁致伸缩系数饱和磁致伸缩系数，对于一定的铁磁材料它是一常数。，对于一

58、定的铁磁材料它是一常数。 机理：原子磁矩有序排列时，电子间的相互作用导致机理：原子磁矩有序排列时，电子间的相互作用导致原子间距的自发调整原子间距的自发调整而引起而引起的。也可认为是其内部各的。也可认为是其内部各磁畴形变磁畴形变的外观表现。的外观表现。 单晶铁磁体单晶铁磁体磁致伸缩有各向异性，多晶铁磁体磁致伸缩无各向异性。磁致伸缩有各向异性，多晶铁磁体磁致伸缩无各向异性。 对于对于s0的材料，沿的材料，沿H方向施加拉应力有利于磁化，施加压应力阻碍磁化；方向施加拉应力有利于磁化，施加压应力阻碍磁化； 对于对于s 0的材料相反，这就是铁磁性材料磁化的的材料相反，这就是铁磁性材料磁化的应力各向异性应力

59、各向异性。 2. 磁弹性能磁弹性能 由于磁致伸缩，在材料内部产生拉（或压）应力，引起的弹性能，称由于磁致伸缩，在材料内部产生拉（或压）应力，引起的弹性能，称磁弹性能磁弹性能。物体内部缺陷、杂质等都可能增加其磁弹性能。物体内部缺陷、杂质等都可能增加其磁弹性能。 第23页/共29页第二十四页，共30页。1.磁畴观察与磁畴壁磁畴观察与磁畴壁 磁畴：在未加磁场时铁磁体内部已经磁化到饱和状态的小区域。各磁畴的磁化方磁畴：在未加磁场时铁磁体内部已经磁化到饱和状态的小区域。各磁畴的磁化方向不同，所以大块铁磁体对外不显示磁性。向不同，所以大块铁磁体对外不显示磁性。 磁畴的存在已为实验观察所证实，采用磁畴的存在

60、已为实验观察所证实，采用“粉纹法粉纹法”，即将待察试样表面适当处理后，即将待察试样表面适当处理后敷一层含铁磁粉末的悬胶，铁磁粉末受试样表面磁畴磁极的作用，聚集在磁畴边界，敷一层含铁磁粉末的悬胶，铁磁粉末受试样表面磁畴磁极的作用，聚集在磁畴边界，在显微镜下可观察到铁磁粉末排列的图像，看出磁畴的形状和结构。有的磁畴大而在显微镜下可观察到铁磁粉末排列的图像，看出磁畴的形状和结构。有的磁畴大而长，称主畴，其自发磁化方向沿晶体易磁化方向；小而短的磁畴叫副畴，其磁化方长，称主畴，其自发磁化方向沿晶体易磁化方向；小而短的磁畴叫副畴，其磁化方向不定。向不定。 相邻磁畴的界限称磁畴壁，是磁畴结构的重要相邻磁畴的