磁特性

磁導率表示材料被磁化的難易程度，用符號μ表示，單位為亨每米(H/m)。為了比較各種材料的導磁能力，把任何一種材料的磁導率與真空磁導率的比值，稱為這種材料的相對磁導率，用以μ_r表示。

不同材料，因為其構成物質不同，導致其磁導能力大小存在差異。研究中一般將真空下的磁導能力設為1，則抗磁性材料的相對磁導率小於1；反之，順磁性材料的相對磁導率就大於1。在順磁性材料中，相對磁導率的大小差異也很大，從略大於1到幾百甚至數千不等。鐵磁性材料是最典型的順磁性材料之一，且其相對磁導率往往都在數百以上的級別，這其中最典型的鐵磁性材料是鐵、鈷、鎳等。

鐵磁材料屬於強磁體。近代的科學實踐表明，鐵磁材料的磁性主要來源於電子的自旋磁矩。在沒有外磁場的條件下，鐵磁材料中電子自旋磁矩可以在小範圍內“自發”排列起來，形成一個個小的“自發磁化區”。這種自發磁化區稱為磁疇。每個磁疇都有各自的磁化方向，當鐵磁性材料沒有被磁化時，磁疇方向各異，對外整體不顯磁性。當外磁場從無到有、從弱到強時，磁疇的方向、位置和體積等都會發生變化。 ^[1] 

物質的磁滯回線用來説明在外磁場作用下的物質被磁化的磁場強度變化的固有方式，這是物質的基本特性之一。如圖1所示為物質的磁滯回線曲線，由圖1可知，物質的磁化過程磁場的強度變化可分以下幾個過程。

(1)平穩起始區(圖1中I區)。在該磁場強度變化區，鐵磁構件被外界磁場磁化的速度極為緩慢。

(2)急速變化區(圖1中II區)。鐵磁構件的磁化率達到整個過程的頂點，在外磁場的作用下，鐵磁構件的磁場強度迅速變大。

(3)近似飽和區(圖1中III區)。在外磁場強度不斷增大的同時，鐵磁構件的磁場變化緩慢，接近於飽和。

(4)磁場飽和區(圖1中Ⅳ區)。不管外磁場如何變化，鐵磁構件內部的磁場都不隨着改變，趨於穩定。 ^[1] 

由圖1可知，所有的物質的被磁化的過程，都不會是一個簡單的線性關係，也不會隨着外界磁場的增大而不斷增大，而是一個複雜的曲線。在開始時，被磁化磁場變化緩慢；在中間時，被磁化磁場變化極為迅速：接下來，被磁化磁場到達飽和期，不隨外界磁場的改變而變化。該曲線反映了物質被磁化的過程，它的理論基礎是建立在磁疇上的，物質的磁化和退磁皆是由磁疇的運動引起的。

物質的磁疇在初始狀態，即在沒有受到外磁場的干擾時，物質的內部的磁疇呈飽和狀態，磁疇運動形成的內部磁場相互抵消，物質表現出來的總的磁場大小為0，即

式中：V_i為第i個物質內部的磁疇的大小；θ_i為第i個磁疇所受到的外界的磁化強度矢量M與某一特定方向間的夾角的大小。

當物質受到外界磁場的干擾時，物質開始按照磁滯回線的規律進行磁化，磁疇打破原有的平衡狀態，開始運動，有

式中：多項式的第一項是外部激勵磁信號接近的磁疇產生的影響：第二項是物質內部磁疇的運動，對磁場所產生的影響；第三項是物質內部磁疇的自身運動，對物質的磁性所產生的影響。

由物質磁化時的磁滯回線和以上磁疇的表達式相結合，可以得知，外部激勵磁場如果磁場強度較小，則磁疇的位移對磁場的影響為主，如果外部激勵磁場為強磁場時，則磁疇的轉動對物質的磁場的影響為主。 ^[1] 

物質在外磁場的作用下感生出磁場的物理過程稱為磁化。

在外磁場作用下感生出十分微弱的磁場，而該磁場方向與外磁場方向相同的物質稱為順磁質，如鋁；該磁場方向與外磁場方向相反的物質稱為逆磁質，如銅。在外磁場作用下可產生很大的附加磁場的物質稱為鐵磁質，如鐵、鈷、鎳及它們的某些合金。

物質磁性的大小可用磁導率表示，它説明了物質磁感應強度與磁場強度的關係，如下式：

式中，μ為磁導率，單位H/m；B為磁感應強度，單位為T；H為磁場強度，單位為A/m。 ^[2]