电介质处在电场中会产生极化现象,从而使空间的电场发生改变。与此类似,磁介质在磁场中会处于磁化状态,磁介质反过来也会对原来的磁场产生影响。 实验表明,不同的磁介质在磁场中磁化的效果是不同的。 在有些磁介质中,磁场大于原来的外磁场,即B>B0,这类磁介质称为顺磁质; 在另一些磁介质中,磁场小于原来的外磁场,即B<B0,这类磁介质称为抗磁质; 以上两类磁介质统称为弱磁物质. 还有一类磁介质,如铁、镍、钴及其合金等,磁化后可以显著地增强和影响外磁场,使B>>,这类磁介质称为铁磁质或强磁物质。 铁磁质用途广泛,平常所说的磁性材料主要是指这类磁介质。本章只讨论各向同性的均匀磁介质的磁化机理及其对磁场分布的影响。
物质的固有抗磁性:不论是顺磁质还是抗磁质,在外磁场中分子都首先表现出普遍的抗磁效应。 顺磁质的磁化:顺磁质在外磁场中磁化的主要原因是分子磁矩在磁力矩作用下趋于转向外磁场的方向,从而在磁介质内部出现总体分子磁矩的有序排列,这些有序排列的分子磁矩产生沿外磁场方向的附加磁场,使磁场增强,这就是顺磁质的磁化机理。 这就是说,顺磁质在外磁场中的磁化,主要是由分子磁矩的取向作用所产生的,而抗磁效应是无足轻重的。 抗磁质的磁化:抗磁质在外磁场中的磁化,分子抗磁效应是抗磁质磁化的主要原因。尽管抗磁质的分子磁矩,但在外磁场中分子产生沿外磁场反方向的附加磁矩,这些分子附加磁矩产生沿外磁场反方向的附加磁场,使磁场削弱,这就是抗磁质的磁化机理。
为了从宏观上描述磁介质的磁化方向和磁化强弱的程度,引入磁化强度这一物理量。 外磁场越强,磁介质中的磁化强度也越强。但在外磁场相同的情况下,顺磁质中的和抗磁质中的方向不同。对于未被磁化的磁介质,。 磁介质磁化的宏观效果:不论是顺磁质还是抗磁质,磁化后都会在磁介质的表面产生一层等效的电流,称为磁化电流。从宏观上看,磁介质中的附加磁场就是由这一层磁化电流产生的。
我们都知道,磁场是“无源场”——N极和S极不可分割,因此,磁场无法象静电场那样很容易实现静电屏蔽。但是,铁磁质是高磁导率的材料,磁感线在空气和铁磁质的界面,会严重地偏离法线方向,铁磁质对磁感线表现出强烈的"吸收性"。利用这一特点,将铁磁材料制作成厚的空壳状,可一部分地实现“磁屏蔽”。
某些铁磁材料及其合金和某些铁氧体等都具有磁致伸缩的特性.如果在这些材料中沿着某一方向施加外磁场,则随着外磁场的强弱变化,材料沿此方向的长度就会发生伸缩。这种具有磁致伸缩特性的材料可作为超声波技术中的换能器,以用于超声波清洗和探测鱼群等.
稀土永磁材料----钕铁硼(Nd-Fe-B),是一种新型永磁性材料。它的*大优点是无需电激磁,没有磁损耗,且有很强的矫顽力,可达数百到近千KA/m。将它用在电机中,做成稀土永磁电机,能提高电机的效率,减少电机的温升。把钕铁硼做成各种永磁材料,可广泛应用于科学研究、生产应用和生活的许多领域,它的发展前景是非常令人瞩目的。