剩磁

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一組電磁鋼的磁滯曲線,其中BR為剩磁,HC矯頑力

剩磁(Remanence)符号為Br,是指磁体经磁化至饱和以后,撤去外磁场,在原来外磁场方向上仍能保持一定的磁化强度。剩磁的极限值为饱和磁化强度。永磁材料的剩磁主要受材料中各个晶粒取向和磁畴结构的影响。

用剩磁可以量測磁化的程度[1],當磁鐵被磁化後,就有剩磁[2]磁儲存設備就是利用剩磁來記錄資料,在古地磁學研究地球磁場時,剩磁也可以提供許多的資訊。

在磁鐵以外的工程應用時,剩磁也會稱為剩余磁化(residual magnetization)。像變壓器馬達發電機電磁鋼英语electrical steel一般不希望有太大的剩磁,因為剩磁會帶來不想要的結果,例如電磁鐵若有剩磁,在線圈不導通時仍然會有磁性。剩磁可以利用退磁的方式去除。

剩磁在國際單位制的單位為特斯拉(T),CGS高斯單位制下的單位為高斯(G),1T = 10000G。

剩磁的分類[编辑]

飽和剩磁[编辑]

剩磁的定義是在施加磁場後(需大到可以產生磁飽和)後將磁場移除,剩留的磁化强度[1]。可以用像振动样品磁强计英语vibrating sample magnetometer之類的設備量測磁滯曲線,磁場為0的點即為剩磁。在物理上剩磁會轉換為平均的磁化強度磁矩除以總體積),用Mr來表示。若需要和其他的剩磁區分,這種剩磁會稱為飽和剩磁(saturation remanence)或饱和等温剩磁(saturation isothermal remanence,SIRM),符號為Mrs

在工程應用中會用B-H分析儀英语B-H Analyzer量測剩磁,B-H分析儀是量測在交流磁場下的響應。剩磁是永久磁鐵最重要的特性,表示永久磁鐵可以產生的最大磁化強度。例如釹磁鐵的剩磁約有1.3特斯拉

等溫剩磁[编辑]

一個剩磁的數據多半無法完全表示磁鐵的特性。例如磁帶中有許多的小磁粒子(參見磁儲存),這些粒子不完全相同。岩石中的磁石也有不同的磁特性(參見岩石磁性英语rock magnetism)。要進一步的了解其特性,可以將剩磁增加或減少一些,一種方式是先用交流磁場將磁鐵退磁,再施加磁場H後再移除。這種剩磁用Mr(H)表示,和磁場大小有關[3],稱初始剩磁(initial remanence)[4]或等溫剩磁(isothermal remanent magnetization,簡稱IRM)[5]

另一種等溫剩磁的量測方式是先將磁鐵在一方向磁飽和,再在反方向加磁場再移除[3]。這稱為退磁剩磁(demagnetization remanence,DC demagnetization remanence),以Md(H)表示,其中H為磁場的大小[6]。另一種方式是將磁飽和的磁鐵在交流磁場中退磁,稱為交流退磁剩磁(AC demagnetization remanence, alternating field demagnetization remanenc),用符號Maf(H)表示。

若其中的粒子是不互相影響的單磁域粒子,且有单轴各向异性,上述的剩磁之間會有簡單的線性關係。

非磁滯剩磁[编辑]

另一種實驗室常見的剩磁是非磁滯剩磁(anhysteretic remanent magnetization, ARM),是將磁鐵放在一個大的交流磁場中再加一個小的直流磁場。交流磁場的大小慢慢減小,最後降到零,可以得到非磁滯磁化密度(anhysteretic magnetization),再將磁場移除即得到剩磁。非磁滯剩磁的曲線多半接近磁滯曲線兩側的平均值[7],且在一些模型中假設可以代表特定磁場的最低能量狀態[8]。非磁滯剩磁也類似一些磁記錄技術下的寫入過程[9],以及岩石中的自然剩磁英语natural remanent magnetization[10]

相關條目[编辑]

腳註[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 Chikazumi 1997
  2. ^ 嚴格來說,它還會受地球地磁的影響,不過對永久磁鐵的影響不大
  3. ^ 3.0 3.1 Wohlfarth 1958
  4. ^ McCurrie & Gaunt 1966
  5. ^ Néel 1955
  6. ^ Pfeiffer 1990
  7. ^ Bozorth 1951
  8. ^ Jiles & Atherton 1986
  9. ^ Jaep 1969
  10. ^ Banerjee & Mellema 1974

參考資料[编辑]

外部連結[编辑]