在一块不经外磁场磁化的样品 中、磁畴的取向是无序的，故 磁畴的向量之和为零，因此， 整块磁体对外不显示磁性。
§3. 铁磁性理论
3.2 铁磁体的磁化曲线 一、磁化曲线的实验测定
1.装置：环形螺绕环; 铁磁Fe,Co,Ni及稀钍 族元素的化合物，能被强烈地磁化。 2.原理：励磁电流 I; 用安培定理得H。
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性
三、磁畴
所谓磁畴，是指磁性材料内部的一个个小区域，每个区域内 包含大量原子，这些原子的磁矩都象一个个小磁铁那样整齐 排列，但相邻的不同区域之间原子磁矩排列的方向不同。 各个磁畴之间的交界面称为磁畴壁。 宏观物体一般总是具有很多磁畴，这样，磁畴的磁矩方向各 不相同，结果相互抵消，矢量和为零，整个物体的磁矩为零， 它也就不能吸引其它磁性材料。
§3. 铁磁性理论
3.2铁磁体的磁化曲线
二、磁化曲线与磁畴的关系
铁磁与亚铁磁B-H曲线 （亚）铁磁体磁化时，磁化强 度M(B)与磁场强度H间不是简 单的线性比例关系； 磁化强度M(B)随H的变化如右 图所示(假设样品在一开始已经 退磁化)。
H增加，磁域界移动，磁域逐渐 改变，磁矩方向转向，渐与磁场 平行，单一磁域（饱和磁化）
M
B

O
M H曲线

O
B H曲线
H
O
H曲线
H
§3. 铁磁性理论
3.2 铁磁体的磁化曲线
M(B)与H的变化关系
开始M的增加比较缓慢 后来增加较快 最后达到Ms(饱和磁化强度) 纵坐标改为磁感应强度B，则对应于平衡值Ms的磁感应强 度值称为饱和磁感应强度(Bs ）
磁导率μ随H的变化
磁导率μ是B-H曲线上的斜率 在B-H曲线上，当H→0时的斜率称为初（起）始磁导率µ i 初（起）始磁导率是磁性材料的重要性能指标之一
铁磁材料的分子场理论
1907年，外斯 (Weiss) 在顺磁性理论基础上提出分子场理论，定性地解释铁磁材料的自 发磁化现象。
分子场假说：铁磁材料在一定温度范围内(o K至T c)存在 与外加磁场无关的自发磁化，导致自发磁化的相互作用 力假定为材料内部存在分子场，其数量级大小为109A／ m，原子磁矩在分子场作用下，克服热运动的无序效应， 自发地平行一致取向； 磁畴假说：自发磁化是按区域分布的，各个自发磁化区 域称为磁畴，在无外磁场时都是自发磁化到饱和，但各 磁畴自发磁化的方向有一定分布，使宏观磁体的总磁矩 等于零．
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性 一、铁磁性材料的决定因素
B B0 , r 1
r , m
系；
不是常数，M,B与H不是单值函数关
材料是否具有铁磁性 取决于两个因素：
有剩磁现象，不可逆性； 有居里温度（ TC ）即：磁性转变温度
T TC
(1) 原子是否具有 由未成对电子，即 自旋磁矩贡献的净 磁矩(本征磁矩)
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性
既然磁畴内部的磁矩排列是整齐的，那么在磁畴壁处
原子磁矩又是怎样排列的呢？ 在畴壁的一侧，原子磁矩指向某个方向，假设在畴壁 的另一侧原子磁矩方向相反。那么，在畴壁内部，原 子磁矩必须成某种形式的过渡状态。 实际上，畴壁由很多层原子组成。为了实现磁矩的转 向，从一侧开始，每一层原子的磁矩都相对于磁畴中 的磁矩方向偏转了一个角度，并且每一层的原子磁矩
Tc
顺磁态
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性 铁磁体的居里温度 - 应用实例
利用这个特点，人们开发出了很多控制元件。 例如，我们使用的电饭锅就利用了磁性材料的居里点的 特性。在电饭锅的底部中央装了一块磁铁和一块居里点 为105度的磁性材料。当锅里的水分干了以后，食品的 温度将从100度上升。当温度到达大约105度时，由于 被磁铁吸住的磁性材料的磁性消失，磁铁就对它失去了 吸力，这时磁铁和磁性材料之间的弹簧就会把它们分开， 同时带动电源开关被断开，停止加热。
(2) 原子在晶格中 的排列方式
铁磁性转变顺磁性
:
Fe
TC 1040K
， :
Ni
TC 631 K
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性
材料是否具有自发磁化形成磁畴的倾向与晶格中原 子间距与它的3d轨道直径之比有关。
比值在1.4～2.7之间的材料，如铁、钴、镍等有形成磁 畴的倾向，是铁磁性材料。 比值在1.4～2.7之外的材料，如锰、铬等虽然也有未成 对的3d电子贡献的净磁矩，但由于没有自发磁化形成磁 畴的倾向，故成为非铁磁性材料。 铁磁性材所能达到的最大磁化强度叫做饱和磁化强度， 用Ms表示。
偏转角度逐渐增大，到另一侧时，磁矩已经完全转到
和这一侧磁畴的磁矩相同的方向。
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性
磁畴的线尺寸：通常约为1～ 100um（约1015个原子） 对于多晶体
可能其中的每一个晶粒都是 由一个以上的磁畴组成的；
因此一块宏观的样品包含许 许多多个磁畴； 每一个磁畴都有特定的磁化 方向； 整块样品的磁化强度则是所 有磁畴磁化强度的向量和。
R
I
I
NI H 2R
实验测量B,如用感应电动势测量或用 小线圈在缝口处测量； 由
B
Br
BS Hc H
Hc
r
B 得出 o H
r ~ H 曲线。
当外磁场变化一个周期时，铁磁质内 部的磁场变化曲线如图所示；
铁磁性材料的磁滞回线
§3. 铁磁性理论
3.2 铁磁体的磁化曲线
3. 磁化曲线的三种形式
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性 二、铁磁性材料的居里温度
对于所有的磁性材料来说，并不是在任何温度下都具有 磁性。 一般地，磁性材料具有一个临界温度Tc，在这个温度以上， 由于高温下原子的剧烈热运动，原子磁矩的排列是混乱无 序的。在此温度以下，原子磁矩排列整齐，产生自发磁化， 物体变成铁磁性或亚铁磁性。 所以，居里温度 是铁磁体或亚铁磁体的相变转变点， 铁磁态或亚铁磁态
也就是说磁性材料在正常情况下并不对外显示磁性。只有当 磁性材料被磁化以后，它才能对外显示出磁性。
§3. 铁磁性理论
3.1 铁磁性
任何铁磁体和亚铁磁体，在温 度低于居里温度Tc时，都是由 磁畴组成的。
磁畴是自发磁化到饱和（即其 中的磁矩均朝一个方向排列） 的小区域。
相邻磁畴之间的界线叫磁畴壁 磁畴壁是一个有一定厚度的过 渡层，在过渡层中磁矩方向逐 渐改变。