文档介绍：
磁学基础
，材料科学与工程学系，麻省理工学院
参考数据：
Jiles，磁学与磁性材料导论
磁性数值与单位
H=磁场强度，A/m -表示能量梯度或偶极的力矩
B=磁通量密度，T或Wb/m2 -每单位面积0,
交换能=A （1 - cos0 ）
在此A式交换常数，*10-20 J
负A表示反向平行排列：材料是反铁磁性或陶铁磁性。
在居礼温度之上，自旋是随机排列，所以kT〜A（对铁而言是770 C）
排列整齐的自旋形成扇区，每个扇区通常都指向不同的方向，就样品而言平均起来就没有净磁矩。但是， 扇区可由相对较小的磁场磁化而排列在同一方向（注：此时磁壁就不存在了），以产生较大的净磁矩，所以 其磁导率非常高。M-H曲线的形状是迟滞的，重要的磁滞回线参数包含：
曲线内的面积（外加磁场作一个循环的能量消耗）
饱和磁化（在大磁场中的磁化）
残磁（磁场为零时仍存在磁化强度）
顽磁（要将磁化强度去除所需的磁场强度）
异向性与扇区
磁能包含下列几项：
交换能（在所有的自旋互相平行时有最小值）
静磁能（扇区指向不同的方向以使能量最小，所以没有外场）
则曼效应（因外加磁场引起的位能，E = ）
磁晶能（若磁化方向在特定的晶体方向，如在钻的c轴方向，所需能量较低）
扇区结构的形成以降低至最小能量。扇区大小一般约微米或更大的等级；磁壁宽约100nm
磁晶异向能表示要将磁化拉离喜好（容易）的轴项所需的能量。
例如：钻Ku = 105 J/m3单轴，［0001］是容易的
铁 K1 = 104 J/m3立方,<100>是容易的
镍 K1 = - 103 J/m3立方,<111>是容易的
单轴：能量E = Ku sin2 ^ ^ =磁化方向M与异磁化轴间的角度
立方：E = K1 （cos2? 1cos2? 2 + cos2? 2cos2? 3 + cos2? 3cos2? 1） + 高阶项 ^ i =磁化方向 M 与 i 轴间 的角度
磁壁宽度是由交换能（倾向宽磁壁）与磁异向能（倾向窄磁壁）之间的平衡所决定
壁宽（a =晶格参数）
壁能
对于够小的粒子并不足以建构起磁壁，因为储存的净磁能小于壁能，这些称作”单一扇区”粒子。
非常小的粒子是热的不稳定态，因为净磁能KtotV < 25kT（在此V是粒子的体积）。
静磁能（又称作自我能量或去磁能）
环绕在磁物体的场之能量取决于物体被磁化的方式。例如，一个长薄的物体沿着长度方向磁化会得到较小 的静磁能（比起跨过长度方向之磁化）。这可与单轴异向性的解释方法相同：假若长轴是z而短轴是x则
E = Kshape sin2。 。=磁化方向与z轴间的夹角
在此 Kshape = （Nx - Nz）Ms2
这里的N称为去磁因子，与物体形状有关。例如对一在z方向有无限长之圆柱体，Nz = 0 and Nx = Ny = 。 由于它自己的磁化，在物体里沿着i轴的场是
Hd = -Ni Ms Ms =饱和磁化强度
硬磁与软磁材料
在软磁材料，壁容易集结（低能量，即低的A与磁晶异向性）与移动（较少的钉住点），磁化作用容易转动（低 磁晶异向性）。硬磁材料有相反的特性：高的能壁，钉住点，高异向性，通常制