退磁曲線

退磁曲線(demagnetization curve)

常用磁通密度B，磁極化強度，或磁化強度M隨外磁場強度H反向單調變化關係B—H，J—H或M—H曲線表示。退磁曲線所描述的是反磁化過程的前一段過程(圖1)，為從剩餘磁化強度Mr開始，M退到等於零的過程。它是磁性材料重要的特性曲線，因為由退磁曲線上確定的一些技術磁性參量是永磁合金不同應用的重要表徵。主要技術磁性參量為：

剩餘磁通密度 剩餘磁通密度(剩餘磁感應強度)B’r[剩餘磁極化強度J’r][剩餘磁化強度M’r ]，即磁性合金中當外加磁場強度(包括自退磁場強度)為零時的磁通密度(磁感應強度)[磁極化強度][磁化強度]，一般，B’r=J’r=μ0M’r，單位為T。

頑磁Br 對應於飽和狀態退磁曲線上得到的剩餘磁通密度值，單位為T。一般在永磁合金中，Br被簡稱為剩磁。

循環頑磁Brc 對應於動態飽和回線上的剩餘磁通密度值，單位為T。

剩磁比R’r 在指定的磁場強度下，剩餘磁通密度B’r與該場下最大磁通密度Bm之比，R’r=B’r/Bm。對應於飽和磁化條件下的剩磁比為Rr=Rr/Bs，此值為無量綱。在半硬磁合金中R’r也被稱為矩形比，它表示在外磁場去掉後合金中磁化強度保留的程度。

矯頑場強度H’CB[H’CJ][HCM] 磁通密度B[磁極化強度J][磁化強度M]為零時的磁場強度、單位為A/m。如圖1所示，矯頑場強度相應於磁通密度B[磁極化強度J][磁化強度M]的退磁曲線與H軸的交點的值。

矯頑力HCB[HCJ][HCM] 相應於飽和狀態退磁曲線上得到的矯頑場強度，單位為A/m。HCB通常稱作磁感矯頑力，HCJ或HCM稱作內稟矯頑力。

BH積(磁能積) 在永磁體(永磁合金磁化後保持剩磁的磁體)的退磁曲線的任意點上磁通密度B與對應的磁場強度H的乘積。它是表徵永磁合金單位體積對外產生的磁場中總儲存能量的一個參數，單位為kJ/m3。單位體積永磁體在它產生的外磁場中儲存的能量為W=BH/2。以永磁體的退磁曲線上各點的BH積值為橫座標，以對應點的磁通密度B為縱座標而作出的曲線(圖2)稱為磁能積曲線(BH積曲線)。

最大磁能積(BH)max 在退磁曲線上得到的BH積的最大值，單位為kJ/m3。在退磁曲線上確定最大磁能積點的方法，通常有5種：(1)由磁能積曲線的最大值確定。(2)由B-H退磁曲線上，於且與Br點分別作座標橫軸與縱軸的平行線，得交點P’，作原點O與該矩形對角點的連線0P’，它與退磁曲線相交於P點，P點對應的BH積可近似作為該退磁曲線上的最大磁能積點。(3)在B-H第二象限內，備作一族B=(BH)/H的等磁能積雙曲線，由同一座標象限內退磁曲線與雙曲線族的交切點，對應的雙曲線的磁能積，即為最大磁能積。(4)在J-H第二象限內，備作一族J=[(BH)+H]/H的等磁能積雙曲線，由同一座標象限內的l，一H退磁曲線與雙曲線族的交切點，對應的雙曲線的磁能積，即為最大磁能積。(5)對於具有高HCJ高取向材料的J-H退磁曲線，在第二象限J=[(BH)+H ]/H的等磁能積雙曲線，由2J/2H=0，可得最低J值點和退磁曲線的交點Hd=Jd/2=(BHmax )；因此可以在J-H的第二象限內作H=J/2的斜線，它與退磁曲L線的交點d，即為最大磁能積點。(BH)max=Hd=Jd4。

凸度因子γ 永磁體的最大磁能積(BH)max對頑磁Br，與矯頑力HCB乘積的比值，γ =(BH)max/BrHCB，此值為無量綱。γ被用來描述退磁曲線的形狀。但是對於高矯頑力材料，上述定義很不實用，例如對於矯頑力HCB=Br/μ0的永磁合金，其凸度因子可能的最大值為0.25。因此γ接近1並不能表示退磁曲線具有理想形狀。因此附加一個凸度係數，γJ=(JH)max/BrHCJ，該係數的最大理論值為1。

負載線 永磁體磁化狀態改變時，給定磁路中的永磁合金工作點的軌跡。永磁體在應用中通常作為一個開路元件，工作於某一磁路要求的退磁狀態，若其退磁因子為N，在B-H退磁曲線的第二象限內，由原點作H=(N/1一N)B的直線，作為永磁體的負載線(圖3)。

工作點 永磁體的退磁曲線B-H與負載線的交點，它表示永磁體在工作時的磁化狀態。通常工作點都設計在退磁曲線中最大磁能積點的上方，而靠近該點。這樣可儘量利用永磁體的儲存能量，當受外磁場干擾時，其磁化強度或磁通密度又不至於下降得很多，保持磁性穩定。

退磁曲線上對應於永磁體某磁化狀態的工作點，當通過磁路的磁阻減小或外退磁場的降低，使其內磁場減小而達到的磁化狀態。回覆狀態並不沿原退磁曲線的軌跡變化。當內磁場增加，使永磁體回到原先磁化狀態的工作點，其磁化狀態往復改變的軌跡退為一局部磁滯回線，稱為回覆線(曲線)。對於高矯頑力的永磁合金的回覆曲線接近於直線。回覆線的斜率稱為回覆磁導率μrec，單位為H/m，它反映了永磁體內部磁化狀態受外磁場影響的穩定性(圖3)。

迴歸矯頑力HCC 由單疇細顆粒集成的永磁體，其F-H退磁曲線延伸的第三象限，通過零點的回覆線所對應點的磁場強度，單位為kA/m。

迴歸係數γ 永磁體的內稟矯頑力與其迴歸矯頑力之比，μ=HCJ/HCC，它反映了集成的永磁體中單疇細顆粒的取向排列程度。該係數的理論值為1，此值為無量綱。由迴歸矯頑力Hcc點退磁是永磁合金退磁的有效方法之一。