剩磁
剩磁（Remanence）符号为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。
用剩磁可以量测磁化的程度[1]，当磁铁被磁化后，就有剩磁[2]。磁储存设备就是利用剩磁来记录资料，在古地磁学研究地球磁场时，剩磁也可以提供许多的资讯。
在磁铁以外的工程应用时，剩磁也会称为剩余磁化（residual magnetization）。像变压器、马达及发电机及电磁钢一般不希望有太大的剩磁，因为剩磁会带来不想要的结果，例如电磁铁若有剩磁，在线圈不导通时仍然会有磁性。剩磁可以利用退磁的方式去除。
剩磁在国际单位制的单位为特斯拉（T），CGS高斯单位制下的单位为高斯（G），1T = 10000G。
剩磁的分类
[编辑]饱和剩磁
[编辑]剩磁的定义是在施加磁场后（需大到可以产生磁饱和）后将磁场移除，剩留的磁化强度[1]。可以用像振动样品磁强计之类的设备量测磁滞曲线，磁场为0的点即为剩磁。在物理上剩磁会转换为平均的磁化强度（磁矩除以总体积），用Mr来表示。若需要和其他的剩磁区分，这种剩磁会称为饱和剩磁（saturation remanence）或饱和等温剩磁（saturation isothermal remanence，SIRM），符号为Mrs。
在工程应用中会用B-H分析仪量测剩磁，B-H分析仪是量测在交流磁场下的响应。剩磁是永久磁铁最重要的特性，表示永久磁铁可以产生的最大磁化强度。例如钕磁铁的剩磁约有1.3特斯拉。
等温剩磁
[编辑]一个剩磁的数据多半无法完全表示磁铁的特性。例如磁带中有许多的小磁粒子（参见磁储存），这些粒子不完全相同。岩石中的磁石也有不同的磁特性（参见岩石磁性）。要进一步的了解其特性，可以将剩磁增加或减少一些，一种方式是先用交流磁场将磁铁退磁，再施加磁场H后再移除。这种剩磁用Mr(H)表示，和磁场大小有关[3]，称初始剩磁（initial remanence）[4]或等温剩磁（isothermal remanent magnetization，简称IRM）[5]。
另一种等温剩磁的量测方式是先将磁铁在一方向磁饱和，再在反方向加磁场再移除[3]。这称为退磁剩磁（demagnetization remanence，DC demagnetization remanence），以Md(H)表示，其中H为磁场的大小[6]。另一种方式是将磁饱和的磁铁在交流磁场中退磁，称为交流退磁剩磁（AC demagnetization remanence, alternating field demagnetization remanenc），用符号Maf(H)表示。
若其中的粒子是不互相影响的单磁域粒子，且有单轴各向异性，上述的剩磁之间会有简单的线性关系。
非磁滞剩磁
[编辑]另一种实验室常见的剩磁是非磁滞剩磁（anhysteretic remanent magnetization, ARM），是将磁铁放在一个大的交流磁场中再加一个小的直流磁场。交流磁场的大小慢慢减小，最后降到零，可以得到非磁滞磁化密度（anhysteretic magnetization），再将磁场移除即得到剩磁。非磁滞剩磁的曲线多半接近磁滞曲线两侧的平均值[7]，且在一些模型中假设可以代表特定磁场的最低能量状态[8]。非磁滞剩磁也类似一些磁记录技术下的写入过程[9]，以及岩石中的自然剩磁[10]。
相关条目
[编辑]脚注
[编辑]- ^ 1.0 1.1 Chikazumi 1997
- ^ 严格来说，它还会受地球地磁的影响，不过对永久磁铁的影响不大
- ^ 3.0 3.1 Wohlfarth 1958
- ^ McCurrie & Gaunt 1966
- ^ Néel 1955
- ^ Pfeiffer 1990
- ^ Bozorth 1951
- ^ Jiles & Atherton 1986
- ^ Jaep 1969
- ^ Banerjee & Mellema 1974
参考资料
[编辑]- Banerjee, S. K.; Mellema, J. P. A new method for the determination of paleointensity from the A.R.M. properties of rocks. Earth Planet. Sci. Lett. 1974, 23 (2): 177–184. Bibcode:1974E&PSL..23..177B. doi:10.1016/0012-821X(74)90190-3.
- Bozorth, Richard M. Ferromagnetism. AN IEEE Press Classic Reissue. Wiley-IEEE Press. 1993 [Reissue of 1951 publication]. ISBN 0-7803-1032-2.
- Chikazumi, Sōshin. Physics of Ferromagnetism. Clarendon Press. 1997. ISBN 0-19-851776-9.
- Jaep, W. F. Anhysteretic magnetization of an assembly of single-domain particles. J. Appl. Phys. 1969, 40 (3): 1297–1298. Bibcode:1969JAP....40.1297J. doi:10.1063/1.1657638.
- Jiles, D. C.; Atherton, D. L. Theory of ferromagnetic hysteresis. J. Magn Magn. Mater. 1986, 61: 48–60. Bibcode:1986JMMM...61...48J. doi:10.1016/0304-8853(86)90066-1.
- McCurrie, R. A.; Gaunt, P. The magnetic properties of platinum cobalt near the equiatomic composition part I. the experimental data. Phil. Mag. 1966, 13 (123): 567–577. Bibcode:1966PMag...13..567M. doi:10.1080/14786436608212648.
- Néel, Louis. Some theoretical aspects of rock magnetism. Adv. Phys. 1955, 4 (14): 191–243. Bibcode:1955AdPhy...4..191N. doi:10.1080/00018735500101204.
- Pfeiffer, H. Determination of anisotropy field distribution in particle assemblies taking into account thermal fluctuations. Physica Status Solidi. 1990, 118: 295–306. Bibcode:1990PSSAR.118..295P. doi:10.1002/pssa.2211180133.
- Wohlfarth, E. P. Relations between different modes of acquisition of the remanent magnetization of ferromagnetic particles. J. Appl. Phys. 1958, 29 (3): 595–596. Bibcode:1958JAP....29..595W. doi:10.1063/1.1723232.