试验讲义-用振动样品磁强计测量磁性测量磁性能

实验讲义用振动样品磁强计测量铁氧体永磁磁性能吉林大学物理实验中心第一节预备知识一 物质磁性磁性是在自然界所有物质中广泛存在的一种物理性质。任何物质放在磁场H 中，都会或多或少地被磁化。通常用磁极化强度J 或磁化强度 M （ J 、 M 为单位体积内的磁矩，MJ0）表示磁化状态，即磁化的方向和磁化程度的大小。HM，为磁化率。磁感应强度HJB0或)(0HMB。依据的正负和大小， 物质磁性体可以分为抗磁性，顺磁性，铁磁性，反铁磁性，亚铁磁性和磁性玻璃等。1.抗磁性抗磁性物质没有固有的原子磁矩，磁矩是被磁场感应出来的，所以磁矩方向与磁场方向相反，即磁化率是负的。抗磁性物质磁化率的数值很小，约为10-6。在一般实验室条件下，与 H 和温度 T 无关。在超导体内，0)(0MHB，因此1。这个现象称为 Meissner 效应。2．顺磁性顺磁性物质中原子或离子具有固有磁矩，磁矩间相互作用很弱，没有外磁场时， 磁矩在热扰动作用下混乱排列，宏观磁化强度为零。在磁场中， 磁矩受到力矩的作用向磁场方向转动，在磁场方向显现出宏观的磁化强度，所以顺磁性磁化率为正。然而由于磁矩在外磁场中的位能远比热能小，磁化很弱，大小约为5610~10。在一般实验室的磁场中，与 H无关，但与温度满足Curie 定律TC或 Curie-Weiss 定律CTC， C 和C 分别为Curie 常数和顺磁Curie 温度。3. 铁磁性铁磁性物质具有固有磁矩，并且磁矩之间存在较强的相互作用，虽然不存在外磁场，所有的磁矩也都沿着同一方向排列，形成自发磁化。 为了降低退磁场能，铁磁体内部分成多个磁畴。在磁畴内，所有磁矩平行排列，自发磁化到饱和值sJ 。不同磁畴的磁化方向不同，没有磁化的样品总体磁化强度为零。磁畴之间存在畴壁，在畴壁内沿着厚度方向磁矩从一个磁畴的磁化方向逐步过渡到近邻磁畴的磁化方向。铁磁体的磁化主要是通过畴壁位移和磁矩转动两个过程进行。铁磁性的磁化率大的多， 约为710~10。对 H 和 T 的依赖关系很复杂，一般用 J(或 M 、 B )与 H 的关系)(HJ（或)(HM、)(HB)描写其磁性。由图 1 可以看出，J 不是 H 的单值函数，而是与H 变化的历史有关；存在磁滞现象，J 的变化落后于H 的变化。热退磁的样品按曲线a（称为初始磁化曲线）磁化饱和后，减小磁化场 H ，磁极化矢量J 并不按原路返回，而是比磁场H 的变化滞后（曲线b）。当 H 减小到零时，样品还保留着一定的磁极化强度rJ ，rJ 称为剩磁。只有在反向加上一定的磁场ci...