影响金属材料磁性的因素探析

影响金属材料磁性的因素很多，如原子结构、温度、范性变形、合金组织结构等。

1.原子结构的影响

在铁磁性材料中，当原子相互接近时，它们的电子将发生相互交换，由于电子互相交换而产生一定的交换能。由于电子的交换作用，电子自旋反向平行排列比同向平行排列的能量高，即交换能为正值，金属未被抵消的自旋磁矩自发地排向同一方向，即为磁畴。也就是说，交换能为正值时可形成磁畴。交换能的正负取决于原子的距离和未填满壳层的直径，只有当原子间距σ和3d层半径r的比值大于3时，交换能才是正值。经计算，Fe、Co、Ni都具有较大的正交换能，因此都是强磁性物质。稀土元素的交换能也是正值，因此也具有铁磁性。

2.温度的影响

在较低的温度范围内，随着温度的升高会发生应力松弛现象，此种现象有利于磁化使磁导率增加。当温度接近居里温度点，磁导率急剧下降。随着温度的升高，饱和磁感应强度下降，同时矫顽力也下降。

3.范性变形的影响(www.xing528.com)

固体受外力作用而使各点间的相对位置改变，当外力去除后，固体不能恢复原状，这种变形称为范性变形。范性变形使晶体中产生大量的缺陷和内应力。例如，位错密度增高到10¹²/cm²，它们将使磁导率显著下降，而且变形量越大，下降得越多；矫顽力则相反，它随着变形量的增大而增大。加工硬化后进行再结晶退火，则使磁导率提高，矫顽力降低，在完全再结晶情况下可恢复到加工前的状态。

4.晶粒尺寸的影响

晶粒越小，晶界越多，磁化阻力越大，因而磁导率越小，矫顽力越大。

5.合金成分及组织的影响

合金形成置换固溶体时，磁化强度随着原子浓度的增加而降低。溶质原子的化合价越高，则磁化强度下降得越多；铁磁金属中溶入顺磁性金属时，少量的溶质能使磁化强度增高，但溶质浓度增加过多时，反而使磁化强度下降。两个铁磁性金属组成固溶体时，随着溶质浓度的增加，磁化强度下降，而固溶体有序化时，将使磁化强度上升。形成间隙固溶体时，矫顽力随溶质原子浓度的增加而增加。当合金组成化合物时，铁磁体与顺磁体或抗磁体组成的中间相都是顺磁的；铁磁体与非金属组成的化合物，如FeSi₂等都是铁磁性的。至于多相合金，其磁化则与相的形状、大小、分布以及结构和应力状态有关。