[科普中國(guó)]-矯磁力

矯磁力（coercive force）是指磁性材料在飽和磁化后，當(dāng)外磁場(chǎng)退回到零時(shí)其磁感應(yīng)強(qiáng)度B并不退到零，只有在原磁化場(chǎng)相反方向加上一定大小的磁場(chǎng)才能使磁感應(yīng)強(qiáng)度退回到零，該磁場(chǎng)稱為矯頑磁場(chǎng)，又稱矯頑力，又稱矯磁力。

簡(jiǎn)介首先向磁鐵原材料緩緩加入磁場(chǎng)，原材料隨之磁化加強(qiáng)達(dá)到飽和。在這里這種磁化過程稱之為初磁化過程。接著減少磁場(chǎng)，將向磁鐵原材料加入的外部磁場(chǎng)減至0時(shí)，磁鐵原材料所持有的磁通密度叫殘留磁通密度Br（殘留磁感應(yīng)）。另又從無外部磁場(chǎng)的情況下向與之前相反方向加磁場(chǎng)時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)磁化及磁通密度都開始減少。跟著磁通量無法通過磁鐵原材料。這時(shí)稱所需要的磁場(chǎng)大小叫做矯磁力Hcb。

再增加反方向磁場(chǎng)時(shí)，磁通開始向之前的相反方向流動(dòng)。在某一程度上磁化也跟著消失。這時(shí)的磁場(chǎng)大小稱之為矯磁力Hcj。也就是矯磁力有兩種：一種是將磁通密度B定為0的磁場(chǎng)Hcb，另一種是將磁場(chǎng)強(qiáng)度J定為0的磁場(chǎng)Hcj。

磁滯回線產(chǎn)生在永磁材料的退磁曲線上，當(dāng)反向磁場(chǎng)增大到某一值HC時(shí)，磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0，稱該反向磁場(chǎng)為該材料的矯磁力HC；在反向磁場(chǎng)為HC時(shí)，磁體對(duì)外不顯示磁通，因此矯磁力HC表征永磁材料抵抗外部反向磁場(chǎng)或其它退磁效應(yīng)的能力。HC是磁路設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參量之一。

矯磁力用HC表示（這種表示常指B=0）。根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與磁場(chǎng)強(qiáng)度H和磁化強(qiáng)度M的關(guān)系B=μ0(H+M)，如令B=0，得到HC=－M。當(dāng)M=0，得到HC=B/μ0；常用BHC和MHC來表示其區(qū)別。MHC>BHC，M=0給出的值稱為內(nèi)部矯磁力。1

特點(diǎn)矯磁力HC在數(shù)值上總是小于剩磁Br。在HC處，B=0，在退磁曲線上任意點(diǎn)的磁極化強(qiáng)度值總是小于剩磁Br，故HC在數(shù)值上總是小于剩磁Br。例如：Br=12.3KGs的磁體，其HC不可能大于12.3KGs。換句話說，剩磁Br在數(shù)值上是矯磁力HC的理論極限。

影響因素在磁學(xué)性能中，矯磁力的大小受晶粒尺寸變化的影響最為強(qiáng)烈。對(duì)于大致球形的晶粒，矯磁力隨晶粒尺寸的減小而增加，達(dá)到一最大值后，隨著晶粒的進(jìn)一步減小矯磁力反而下降。對(duì)應(yīng)于最大矯磁力的晶粒尺寸相當(dāng)于單疇的尺寸，對(duì)于不同的合金系統(tǒng),其尺寸范圍在十幾至幾百納米。當(dāng)晶粒尺寸大于單時(shí)尺寸時(shí)，矯磁力HC與平均晶粒尺寸D的關(guān)系為：HC=C/D

式中，C是與材料有關(guān)的常數(shù)?？梢?納米材料的晶粒尺寸大于單畸尺寸時(shí)，矯磁力亦隨晶粒尺寸D的減小而增加。同時(shí)，因?yàn)槌C磁力來源于不可逆磁化過程，因此造成不可逆磁化機(jī)理的主要因素是材料中存在磁各向異性（包含磁晶、感生和應(yīng)力等各向異性）以及雜質(zhì)、氣孔、缺陷等因素也會(huì)影響矯磁力的大小。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李斌 - 副教授 - 西南大學(xué)