矯頑力

矯頑力

矯頑力(coercive force)是指磁性材料在飽和磁化後,當外磁場退回到零時其磁感應強度B並不退到零,只有在原磁化場相反方向加上一定大小的磁場才能使磁感應強度退回到零,該磁場稱為矯頑磁場,又稱矯頑力。矯頑力HC在數值上總是小於剩磁Jr。矯頑力的大小表示材料被磁化的難易程度,有的很小,如鐵鎳合金的HC只有2安/米;有的很大,如NdFeB永磁的HC可達8×10安/米。矯頑力HC和內稟矯頑力HCj的單位與磁場強度單位相同。矯頑力來源於不可逆磁化過程,造成不可逆磁化機理的主要因素是材料中存在磁各向異性(包含磁晶、感生和應力等各向異性)以及雜質、氣孔、缺陷等。

概念解釋

總述

典型磁化曲線典型磁化曲線

使磁化至飽和的永磁體的磁感應強度B降低至零所需要的反向磁場強度稱為磁感矯頑力,同理,使內稟磁感強度降低至零所需的反向磁場強度稱為內稟矯頑力。

在永磁材料的退磁曲線上,當反向磁場增大到某一值HC時,磁體的磁感應強度B為0,稱該反向磁場為該材料的矯頑力HC;在反向磁場為HC時,磁體對外不顯示磁通,因此矯頑力HC表征永磁材料抵抗外部反向磁場或其它退磁效應的能力。HC是磁路設計中的一個重要參量之一。

抗衡原有力的基礎上而形成的一個不平衡反力,單位為G/s,可以用來計算物體在改變運動狀態下而解體時所需的力大小。

矯頑力用HC表示(這種表示常指B=0)。根據磁感應強度B與磁場強度H和磁化強度M的關係B=μ0(H+M),如令B=0,得到HC=-M。當M=0,得到HC=B/μ0;常用BHC和MHC來表示其區別。MHC>BHC,M=0給出的值稱為內秉矯頑力。

矯頑力的大小表示材料被磁化的難易程度,有的很小,如鐵鎳合金的HC只有2安/米;有的很大,如NdFeB永磁的HC可達8×10安/米。因此,常要用它來對磁性材料進行分類。HC大於3×10安/米屬永磁材料,小於1×10安/米的屬軟磁材料,介乎其中的屬半永磁材料。

內稟矯頑力

當反向磁場為HC時,雖然磁體的磁感應強度B=0,磁體對外不顯示磁通,但磁體內部的微觀磁偶極矩的矢量和並不為0,此時磁體的磁極化強度J在原來的方向往往仍保持一個較大的值。因此,HC還不足以表征磁體的內稟磁特性;當反向磁場增大到某一值HCj時,磁體內部的微觀磁偶極矩的矢量和為0,稱該反向磁場為該材料的內稟矯頑力HCj。

內稟矯頑力HCj是永磁材料的一個重要的物理參量。只要反向磁場還未達到HCj,永磁材料便尚未被完全退磁。因此,內稟矯頑力HCj是表征永磁材料抵抗外部反向磁場或其它退磁效應,以保持其原始磁化狀態能力的一個主要指標。

矯頑力HC和內稟矯頑力HCj的單位與磁場強度單位相同。

特點

矯頑力HC在數值上總是小於剩磁Jr。在HC處,B=0,在退磁曲線上任意點的磁極化強度值總是小於剩磁Jr,故HC在數值上總是小於剩磁Jr。例如:Jr=12.3KGs的磁體,其HC不可能大於12.3KOe。換句話說,剩磁Jr在數值上是矯頑力HC的理論極限。

機理

矯頑力來源於不可逆磁化過程,造成不可逆磁化機理的主要因素是材料中存在磁各向異性(包含磁晶、感生和應力等各向異性)以及雜質、氣孔、缺陷等。

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