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剩餘磁化強度

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剩餘磁化強度符號為Mr [4]  是指磁體經磁化至飽和以後,撤去外磁場,在原來外磁場方向上仍能保持一定的磁化強度。剩磁的極限值為飽和磁化強度永磁材料的剩磁主要受材料中各個晶粒取向和磁疇結構的影響。
中文名
剩餘磁化強度
外文名
Remanence
領    域
電工
單    位
特斯拉

剩餘磁化強度簡介

剩磁(Remanence)符號為Br,是指磁體經磁化至飽和以後,撤去外磁場,在原來外磁場方向上仍能保持一定的磁化強度。剩磁的極限值為飽和磁化強度永磁材料的剩磁主要受材料中各個晶粒取向和磁疇結構的影響。
用剩磁可以量測磁化的程度,當磁鐵被磁化後,就有剩磁。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,剩磁也會稱為剩餘磁化(residual magnetization)。像變壓器馬達發電機及電磁鋼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。 [1] 

剩餘磁化強度剩磁的分類

剩餘磁化強度飽和剩磁

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,剩留的磁化強度。可以用像振動樣品磁強計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)或飽和等温剩磁(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

剩餘磁化強度等温剩磁

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)。要進一步的瞭解其特性,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,稱初始剩磁(initial remanence)或等温剩磁(isothermal remanent magnetization,簡稱IRM)。
另一種等温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。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。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,且有單軸各向異性,上述的剩磁之間會有簡單的線性關係。 [2] 

剩餘磁化強度非磁滯剩磁

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,且在一些模型中假設可以代表特定磁場的最低能量狀態。非磁滯剩磁也類似一些磁記錄技術下的寫入過程,以及岩石中的自然剩磁。 [3] 

剩餘磁化強度相關條目

參考資料
  • 1.    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.
  • 2.    Bozorth, Richard M. Ferromagnetism. AN IEEE Press Classic Reissue. Wiley-IEEE Press. 1993 [Reissue of 1951 publication]. ISBN 0-7803-1032-2.
  • 3.    Chikazumi, Sōshin. Physics of Ferromagnetism. Clarendon Press. 1997. ISBN 0-19-851776-9.
  • 4.    周壽增,董清飛著.超強永磁體 稀土鐵系永磁材料[M].北京:冶金工業出版社,1999.10:53.