第六章：技術磁化理論磁性物理學本章學習要點：1、理解疇壁位移、疇壁轉動磁化機制以及各種磁化過程中受到的主力作用。2、了解描述各種磁化過程理論。3、能計算靜態(tài)磁性參數(shù)，掌握改善這些參數(shù)應遵循的規(guī)律、途徑。4、理解計算磁化曲線的基本原理，能計算簡單的磁化曲線。磁化過程：磁體在外場作用下，從磁中性狀態(tài)到飽和狀態(tài)的過程。

技術磁化：在緩慢變化或低頻交變磁場中進行磁化。（所考慮的是磁化已經達到穩(wěn)定狀態(tài)的問題）獲得磁中性狀態(tài)的方法：交流退磁：無直流磁場，對磁體施加一定強度的交變磁場，并將其振幅逐漸減小到零。熱致退磁：將磁體加熱到Tc

以上，然后在無H時冷卻下來。第一節(jié)磁化過程概述一、磁化曲線的基本特征抗磁性、順次性、反鐵磁性的磁化曲線均為一直線。鐵磁性、亞鐵磁性磁化曲線為復雜函數(shù)關系。磁化曲線可分為五個特征區(qū)域：1、起始磁化區(qū)H很小，可逆磁化過程

M＝χiH

B＝μ0μiH（μi＝1+

χi）2、Rayleigh區(qū)仍屬弱場范圍，其磁化曲線規(guī)律經驗公式：H起始磁化區(qū)陡峭區(qū)趨近飽和區(qū)Rayleigh區(qū)M3、陡峭區(qū)中場H范圍。M變化很快。是不可逆磁化過程，發(fā)生巴克豪森跳躍的急劇變化，其χ

與μ

均很大且達到最大值——又稱最大磁導率區(qū)。4、趨近飽和磁化區(qū)強H，M變化緩慢，逐漸趨于技術磁化飽和。符合趨于飽和定律：5、順磁磁化區(qū)需極高的H，難以達到。在技術磁化中不予考慮。二、磁化過程的磁化機制1、磁化過程大致可以分為四個階段：(1)、可逆磁化階段：若H退回到零，其M也趨于零。同時存在：a、疇壁位移（金屬軟磁材料和μ

較高的鐵氧體中以此為主）。b、磁疇磁矩轉動（在μ

不高的鐵氧體中以此為主）。(2)、不可逆磁化階段主要指不可逆壁移(3)、磁疇磁矩的轉動此時樣品內壁移已基本完畢，要使M增加，只有靠磁疇磁矩的轉動來實現(xiàn)。一般情況下，可逆與不可逆疇轉同時發(fā)生與這個階段。(4)、趨近飽和階段ΔM很小，M的增加都是由于磁疇磁矩的可逆轉動造成的H起始磁化階段磁疇磁矩轉動階段趨近飽和階段不可逆磁化階段M2、反磁化過程磁滯回線鐵磁體的不可逆磁化磁滯磁滯回線HMOMr-HC+HCMm6-2可逆壁移磁化過程一、壁移磁化機制在有效場作用下，自發(fā)磁化方向接近于H方向的磁疇長大，而與H方向偏離較大的近鄰磁疇相應縮小，從而使疇壁發(fā)生位置變化。其實質是：在H作用下，磁疇體積發(fā)生變化，相當于疇壁位置發(fā)生了位移。1800壁位移磁化過程如圖：說明H作用下，壁移磁化的物理本質是疇壁內每個磁矩向著H方向逐步地轉動1、壁移磁化的動力設單位面積的1800壁，在位移作用下位移Δx。2、壁移的阻力壁移過程中，由鐵磁體的內部能量發(fā)生變化，將對壁移產生阻力。阻力來源于鐵磁體內的不均勻性。①內應力起伏的分布：②成分的起伏分布（如雜質、氣孔、非磁性相）壁移時，這些不均勻性引起鐵磁體內部能量大小的起伏變化，從而產生阻力。二、應力阻礙疇壁運動的壁移磁化（應力理論）當鐵磁體內存在不均勻性的內應力時，壁移時將會在磁體內引起磁彈性能與疇壁能變化。即：壁移磁化處于穩(wěn)定狀態(tài)時，動力＝阻力。1、1800壁移磁化方程

Fσ對1800壁移不構成阻力，阻力主要來自于應力起伏引起的疇壁能密度改變。2、900壁移磁化方程設內應力起伏引起的Fσ影響大于Eω，阻力主要來自于磁彈性能的增加。三、含雜理論雜質的作用：雜質的穿孔作用：疇壁位移經過雜質處時，疇壁面積變化引起疇壁能的變化，從而對壁移形成阻力。退磁場作用：壁移時，雜質周圍退磁場能發(fā)生變化，會形成對壁移的阻力。實際材料中，若雜質尺寸很小且Ms低，則雜質對壁移形成的阻力作用主要為穿孔作用引起的疇壁能變化，故可略去退磁場作用。即：壁移磁化過程中磁位能的降低等于雜質穿孔導致的疇壁能的增加。第三節(jié)可逆疇壁位移的起始磁化率精確計算χi

非常復雜，只能在某種程度上作出假定的模型下計算的。但計算結果能反映磁化過程中的物理本質，且與實驗現(xiàn)象相符，并能為改善磁材性能指出明確方向。

計算方法是：先從疇壁位移平衡條件δF=0建立磁化方程，再分別得到?H/?x與?MH/?x，最后由：來計算χi。而單位面積疇壁移動x時，H方向磁化強度增加為：一、應力模型決定的χi

1、180o疇壁位移∴磁化過程中產生的磁化強度為：∴由H→0和ΔH→0相當于磁中性狀態(tài)γω=極小值。⑵、求S//設疇寬D=l，單位體積內有1/l個疇與疇壁，S//=(1×1)×1/l=1/l∵σ(x)的每個極小值處并不都有180o壁2、90o壁移（采用相同處理）二、含雜理論決定的χi計算過程：先寫出含雜理論的χi表達式，再假設一個具體的雜質分布模型來計算。現(xiàn)在考慮求疇壁面積S//：設雜質分布為簡單立方點陣，點陣常數(shù)為a，雜質為直徑為d的球粒。則H=0時，疇壁總面積最小，在雜質中心處Ew最小。H≠0時，疇壁離開中心處，總面積增加，Ew增加。若雜質點陣中一個單胞內壁移x，被雜質穿孔后的疇壁面積為：對于180o壁，由于并非所有雜質處都有疇壁?？梢姡翰牧蟽炔看嬖陔s質、氣泡或內應力，均會影響到疇壁能的大小變化，導致對壁移產生阻力。由于鐵氧體中的不均勻變化比金屬磁性材料嚴重，故鐵氧體的μi

一般較金屬材料