磁学特性及相关术语介绍

1.一般术语

（1）磁矩m^[1]表征磁偶极子磁性强弱与力方向的一个轴矢量，其值等于与磁偶极子等效的平面回路的电流i与回路面积S的乘积，其方向垂直于回路的平面，并且从这个方向观察时电流是顺时针的。

m=iS（8-1）

式中 m——磁矩，单位为A·m²；

i——电流，单位为A；

S——回路面积，单位为m²。

注：

1.对于非平面回路，可将回路面积投影到各个坐标平面上，于是就得到相应于各个投影面的磁矩分量，这些分量的矢量和∑m就是总磁矩。

2.任意一个由宏观电流回路和磁性材料组成的系统的磁矩，例如一个铁心螺线管的磁矩，是宏观电流回路所产生的磁矩与磁性材料内由带电粒子的轨道运动或自旋所形成的原子磁矩的矢量和；永磁体的磁矩则完全由其本身的原子磁矩产生。

3.置于磁场中的电流回路所受到的转矩T等于这个回路的磁矩m与该磁场的磁通密度B的矢积，T=m×B。

（2）玻尔磁子μ_B常作为原子磁矩的计量单位，其值等于电子自旋磁矩，即（9.27408±0.0004）×10^-24J/T。

（3）磁性常数_μ0真空中磁通密度B与磁场强度H的比值，又称真空磁导率，其值等于4π×10^-7H/m。

（4）磁偶极子　磁偶极子是一个可以用无限小的电流回路来代表的磁性实体。磁性实体可以是任何电流回路、带电粒子的轨道运动或它们的任意组合，如一个磁化的物体等。

（5）磁偶极矩j磁性常数μ₀与磁矩m的乘积，单位为Wb·m。

（6）磁极化强度J是一个与所取材料的体积相关的矢量，其值等于材料体积内的总磁偶极矩∑j与相应体积V之比，单位为Wb/m²。

（7）磁动势F_m磁动势又称磁通势，是磁场强度H沿一闭合曲线l的线积分，单位为A。

（8）磁阻R_m磁动势（磁通势）F_m与对应的磁通量Φ之比，单位为H^-1。

（9）磁导A磁阻的倒数，单位为H。

（10）磁阻率1/μ磁导率的倒数。

（11）磁致伸缩　磁致伸缩是指磁性材料或磁性物体由于磁化状态的改变所引起的弹性形变现象。

（12）纵向磁致伸缩系数λ_l当磁化场从零增加到指定值（通常到饱和值）时，铁磁体沿磁场方向长度的相对变化由下式给出：

式中 Δl_l——铁磁体沿磁场方向长度的改变量，单位为m；

l_l——铁磁体沿磁场方向的长度，单位为m。

（13）横向磁致伸缩系数λ_T当磁化场从零增加到指定值（通常到饱和值）时，铁磁体沿垂直磁化方向长度的相对变化由下式给出：

式中 Δl_T——铁磁体沿垂直磁场方向长度的改变量，单位为m；

l_T——铁磁体沿垂直磁场方向的长度，单位为m。

（14）抗磁性　在外磁场作用下，原子系统获得或倾向于获得与磁场方向相反的磁矩的现象。

（15）顺磁性　在原子尺度上磁矩受到热扰动的影响，以致在没有外加磁场时这些磁矩是无规则分布的，当加上外磁场时这种磁矩就获得或趋向于获得与外磁场相同方向排列的现象。

（16）铁磁性　由于邻近原子的相互作用，原子磁矩近似地沿相同方向排列的现象。

（17）亚铁磁性　在无外磁场作用时，邻近原子或离子因相互作用使磁矩处于部分抵消的排列状态，而具有合磁矩的现象。

（18）反铁磁性　在无外磁场时，邻近的同种原子或离子因相互作用，其磁矩处于抵消的排列状态，使合磁矩为零的现象。

（19）超顺磁性　铁磁性或亚铁磁性微粒尺寸小于一定值时，在一定温度下由于热扰动的影响，微粒的行为类似于顺磁性，这些微粒的集合体将呈现无磁滞的现象。

（20）居里温度T_c 居里温度又称居里点，指铁磁性或亚铁磁性与顺磁性之间的转变温度，当低于此温度时，材料是铁磁性或亚铁磁性的，而高于此温度时是顺磁性的。

（21）抵消温度T_co 抵消温度又称抵消点，某些亚铁磁性材料在居里温度以下时，各原子磁矩互相抵消使自发磁化强度为零的温度。

（22）奈耳温度T_N 奈耳温度又称奈耳点，指反铁磁性与顺磁性之间的转变温度，当低于此温度时材料是反铁磁性的，而高于此温度是顺磁性的。

（23）磁各向异性　相对于物体中一个给定的参考系，在不同方向上物体具有不同磁性的现象。

（24）磁晶各向异性　磁晶各向异性又称晶体磁各向异性，是指磁性单晶体由于晶体结构上的各向异性所产生的磁各向异性。

（25）应力磁各向异性　应力磁各向异性又称磁应力各向异性，是指应力通过磁致伸缩效应在磁体中产生的磁各向异性。

（26）形状磁各向异性　磁性体的形状为非球形对称时，由于各方向的自退磁不同而产生的磁各向异性。

（27）感生磁各向异性　是指由于外部原因所引起的一种永久性或暂时性的磁各向异性。

（28）单轴磁各向异性　是指只有一个易磁化轴（方向）的磁各向异性。

（29）磁各向异性能E_a 无应力的球形磁性体沿某一方向由磁中性状态磁化到饱和时，单位体积所需要的能量，称该方向的磁各向异性能，单位为J/m³。

（30）磁各向异性常数K 表示磁性体磁各向异性强弱的参数，它与磁性体难磁化方向（轴）的磁各向异性能成正比，单位为J/m³。

（31）磁织构　多晶磁性材料中一种形成磁各向异性的结构有序排列。

（32）磁通密度B磁通密度又称磁感应强度，是一种无散轴矢量，空间任意一点上磁场的大小和方向由该点的磁通密度决定。它是描述磁场强弱和方向的基本物理量，磁场中某点的磁感应强度，等于放在该点与磁场方向垂直的通电导线所受的磁场作用力F与导线中的电流I和导线长度L乘积的比。该点的磁场方向就是磁感应强度的方向。对均匀磁场，磁感应强度也可以用单位面积上的磁通量来表示。磁通密度按下式计算：B=F/IL或B=Φ/S （8-4）

式中 B——磁感应强度，单位为T；

F——磁场作用力，单位为N；

I——导线中的电流，单位为A；

L——导线长度，单位为m；

Φ——磁通量，单位为Wb；

S——截面积，单位为m²。

（33）磁通量Φ 磁通量是磁通密度的面积分，单位为Wb。

（34）磁化强度M 磁化强度是一个与所取材料体积相关的矢量，其值等于材料体积内的总磁矩∑m与相应体积V的比值，单位为A/m。如果对整个体积求和，就可得到整个物体的磁矩，物体内各处的磁化强度一般是不相同的，因此任何位置上的磁化强度可以通过对该处的一个小体积求和而得。

（35）饱和磁化强度M_s 在给定温度下，给定材料所能达到的磁化强度的最大值。在某些情况下饱和磁化强度随外部磁化场的增大而增加，其极限值即为该材料的自发磁化强度，单位为A/m。(www.xing528.com)

（36）比饱和磁化强度σ_s 比饱和磁化强度是饱和磁化强度与材料密度的比值，单位为A·m²/kg。

（37）磁场强度H 磁场强度是与磁场中任意点的磁通密度相关联的一个轴矢量，单位为A/m，按下式计算：

式中 B——磁感应强度，单位为T；

μ₀——磁性常数，其值为4π×10^-7，单位为H/m；

M——磁化强度，单位为A/m。

（38）比磁化强度σ 比磁化强度是在给定磁场强度下磁化强度与材料密度的比值，单位为A·m²/kg。

（39）磁结构　磁结构又称序磁性，是指磁性物质由于邻近原子或离子的相互作用，相邻原子磁矩呈一定的有序规则的排列。

（40）变磁性　变磁性是指磁性物质由于磁场或温度的变化所引起的磁结构的改变。

（41）混磁性　混磁性是指较多的原子磁矩冻结的磁性原子团无规则地分布在非磁性原子基体中呈现的磁结构。

（42）磁共振　磁共振是指磁矩不为零的原子核，在外磁场作用下自旋能级发生蔡曼分裂，共振吸收某一定频率的射频射的物理过程。

（43）磁电阻效应　磁电阻效应是由一外加磁场而引起电阻变化的效应。

（44）ΔE效应　材料受磁化场强度或磁化强度的改变而引起的弹性模量的变化。

2.磁化状态

（1）磁滞　磁通密度（磁化强度）随磁场强度的变化而发生的不可逆变化的现象，这种现象的呈现与变化速度无关。

（2）磁中性状态　磁性材料或磁性体在比磁畴尺寸大得多的任何区域内总磁通密度和磁场强度均等于零的一种状态。

（3）无磁滞状态　无磁滞状态是在静磁场上叠加一消磁交变场后而获得的一种状态，该消磁交变场的振幅开始时能使材料达到饱和然后逐渐下降到零。

（4）磁化曲线　材料中磁通密度、磁极化强度或磁化强度随磁场强度的变化而变化的一条曲线。当需要说明磁通密度B、磁极化强度J或磁化强度M随磁场强度H的变化各曲线之间的区别时，可用B-H曲线、J-H曲线或M-H曲线表示。

（5）磁饱和　磁性材料受到足够强的外磁场作用，磁极化强度或磁化强度基本上不再随外磁场的增加而继续增加的状态。

（6）饱和磁通密度B_s磁性材料磁化到饱和时的磁通密度，单位为T。

（7）剩余磁通密度B_r′磁性材料中当外加磁场强度（包括自退磁场强度）为零时的磁通密度，单位为T。

（8）顽磁B_r 用单调变化的磁场从材料的饱和状态出发而得到的剩余磁通密度值，单位为T。

（9）循环顽磁B_rc 对应于动态饱和回线上的剩余磁通密度值，单位为T。

（10）剩磁比R_r′ 剩磁比是指在指定的磁场强度下剩余磁通密度B_r′与该磁场下最大磁通密度B_m之比。

（11）矫顽场强度H_cB′矫顽场强度是磁通密度B为零时的磁场强度，单位为A/m。

（12）矫顽力H_cB 矫顽力是用单调变化的磁场从材料磁饱和状态出发而得到的矫顽场强度，单位为A/m。

（13）磁畴　磁畴是指磁性材料内自发磁化区域，在该区域内自发磁化强度在大小与方向上基本是均匀的。

（14）热剩余磁化强度　热剩余磁化强度是指物体在磁场中冷却而得到的剩余磁化强度，单位为A/m。

（15）温度系数α 温度系数是指由于温度变化而引起被测参量的相对变化与温度变化之比，包括磁导率的温度系数αμ、有效磁导率的温度系数α_μe和电感的温度系数α_L。

3.磁导率与损耗

（1）磁化率χ 磁化率是与磁场强度H相乘等于磁化强度M的一个量。

（2）起始磁化率χ_i 起始磁化率是当磁场强度和磁化强度均为无限小时磁化率的极限值。

（3）比磁化率χ_m 比磁化率是与磁场强度H相乘等于比磁化强度σ的一个量，单位为m³/kg。

（4）绝对磁导率μ 绝对磁导率是物质的磁通密度B与磁场强度H的比值，单位为H/m。

（5）相对磁导率μ_r 相对磁导率是物质的绝对磁导率μ与磁性常数μ₀的比值。

（6）微分磁导率μ_d 微分磁导率是与B-H曲线上某一点的斜率相对应的磁导率，单位为H/m，按下式计算：

（7）最大磁导率μ_m 最大磁导率是对应基本磁化曲线上各点磁导率的最大值，单位为H/m。

（8）电感磁导率μ_L 对于在对称反复磁化条件下励磁的材料，其电感磁导率是由代表磁性试样的电路中测得的电感分量而计算得出的。这里假设此电路是由线性电感元件与电阻元件并联组成的，单位为H/m。

（9）磁性材料的总损耗P_t 磁性材料的总损耗是磁性材料从随时间变化的电磁场中吸收的并以热的形式耗散的功率，单位为W。

（10）总损耗密度P 在均匀磁化的材料中，总损耗与物体的质量之比称为总损耗密度，单位为W/kg。

（11）涡流损耗P_E 由于涡流而被材料耗损的功率称为涡流损耗，单位为W。

（12）磁滞损耗P_H 由于磁滞而被材料耗损的功率称为磁滞损耗，单位为W。

（13）比磁滞损耗P_h 在均匀磁化材料中，磁滞损耗与材料的质量之比称为比磁滞损耗，单位为W/kg。

（14）剩余损耗P_R 总损耗减去涡流损耗和磁滞损耗后所剩余的损耗，单位为W。

（15）损耗角δ 磁通密度和磁场强度基波分量之间的相位差称为损耗角，单位为（°）。

（16）品质因数Q 品质因数是损耗角正切值的倒数。

（17）有效品质因数Q_e 有效品质因素是含有磁心的线圈的损耗角正切值的倒数。

（18）材料磁滞常数η_B 磁性材料在瑞利区域内由磁滞引起的损耗因数与磁通密度峰值之比称为材料磁滞常数，单位为T^-1。

4.磁性体

（1）磁阻系数α_RH 永磁体的磁动势与工作气隙中磁位降之比称为磁阻系数，磁位降是指沿工作气隙磁路中磁场强度的线积分。

（2）漏磁通φ_L 漏磁通是指没有经过主磁路的那部分磁通，单位为Wb。

（3）漏磁系数αϕ 总磁通与有用磁通之比称为漏磁系数。

（4）磁能积　在永磁体退磁曲线的任意点上的磁通密度B与对应的磁场强度H的乘积称为磁能积。它是表征永磁材料单位体积对外产生的磁场中总储存能量的一个参数。在退磁曲线上得到的最大值称最大磁能积（BH）max，单位为kJ/m³。

（5）磁能积曲线　以永磁体退磁曲线上各点的BH积值为横坐标，以对应点的磁通密度B为纵坐标而作出的曲线称为磁能积曲线。若用图表示通常将退磁曲线画在纵轴的左边（第二象限），而将BH积曲线画在纵轴的右边（第一象限）。