什麽是矯頑力
什麽是矯頑力
矯頑力(coercivity)也稱爲矯頑性或保磁力，是磁性材料的特性之一，是指在磁性材料已經磁化到磁飽(bǎo)和後，要使其磁化強度減到零所需要的磁場強度。矯頑力代表磁性材料抵抗退磁的能力，會用HC的符号表示，單位爲A/m(國際标準制)或Oe(高斯單位制)。矯頑力可以用磁強計或是B-H分析儀量測(cè)。
若鐵磁性材料(包含亞鐵磁性材料)的矯頑力大，則稱(chēng)爲硬磁性，可以用來作爲******磁鐵的材料。******磁鐵可以用在馬達、磁性儲(chǔ)存媒體(如硬盤、磁盤片或磁帶)、及礦石處理中的磁性分離器。
矯頑力小的鐵磁性材料則稱爲軟磁性，可以用在變壓器及電感器的鐵芯，磁性儲存媒體的讀寫頭(英語：recording head)、微波設備及電磁屏蔽(英語：Electromagnetic shielding)設備中。
磁性材料的矯頑力一般是用量測磁滞曲線(也稱爲磁化曲線)來求得。採(cǎi)集數據的儀器一般會用振動樣品磁強計(英語：vibrating sample magnetometer)或是交變(biàn)梯度磁強計，當量測到的磁通密度數據爲零時，對應的磁場強度即爲矯頑力。若様品中含有鐵磁性材料，在磁場增加及減少時，所量測到的矯頑力會不同，這是因爲交換偏置場(英語：exchange bias)效應的結果。
材料量測到的矯頑力也和量測磁化曲線過程花的時間有關。一磁體材料在一反向磁場中量到的磁化強度會小於(yú)矯頑力，而且若長期在相同條件下量測，其值會馳豫(relaxation)至零。馳豫現象是因爲磁疇在反向磁場下因熱産生的效應，而且受磁粘滞系數(magnetic viscosity)的影響[1]。有些材料的矯頑力會随頻率而增加，這是高帶寬(英語：bandwidth (computing))磁性儲存設備要提高資料速度的一大障礙，因爲要增加儲存密度也就意味著(zhe)儲存設備要有更高的矯頑力。
軟(ruǎn)鐵磁性材料及硬鐵磁性材料的矯(jiǎo)頑力
鐵磁性材料的“硬度”随著(zhe)晶體變(biàn)大而增加
随著(zhe)平滑程度及玻璃質程度增加而減(jiǎn)少
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材料 |
矯頑力 |
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[.1Mn:]6Fe:27Ni:Mo, 超合金 |
0.002(0.16) |
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Fe:4Ni, 透磁合金 |
0.01–1(0.8-80) |
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.9995 鐵 |
0.05–470(4-37,000) |
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11Fe:Si，矽鋼 |
0.4–0.9(32-72) |
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熟鐵(tiě) (1896) |
2（160) |
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.99 鎳 |
0.7–290(56-23,000) |
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ZnxFeNi1-xO3, |
15–200(1200-16,000) |
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2Fe:Co[10], 磁鐵(tiě)杆 |
240(19,000) |
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>.99 钴 |
10-900(800-72,000) |
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6Al:18Fe:8Co:Cu:6Ni– |
640–2000(51,000-1.6*105) |
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Cr:Co:Pt, |
1700 (1.4*105) |
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2Nd:14Fe:B，钕鐵(tiě)硼磁鐵(tiě) |
10,000–12,000 ((8-9.5)*105) |
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12Fe:13Pt, Fe48Pt52 |
12,300 (9.8*105) |
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?(Dy,Nb,Ga,Co):2Nd:14Fe:B |
25,600/–26,300 (2*106) |
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2Sm:17Fe:3N，钐-鐵(tiě)-氮（10 K） |
<500–35,000 (40,000-2.8*106) |
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Sm:5Co，钐钴磁鐵 |
40,000 (3.2*106) |
若一鐵磁性材料放在有矯頑力的外加磁場(chǎng)中，磁化強度延著外加磁場(chǎng)方向的分量爲零。有二種磁化反轉(英語：magnetization reversal)的方式：單域(英語：single domain (magnetic))旋轉及磁疇(chóu)壁(英語：Domain wall (magnetism))運動。當材料的磁化強度因單域旋轉而反向時，磁化強度延著外加磁場(chǎng)方向的分量爲零，磁化強度會垂直外加磁場(chǎng)。當材料的磁化強度因磁疇(chóu)壁運動而反向時，所有小磁疇(chóu)的磁化強度總和接近零，總磁化強度非常小。在一些基礎研究中用到，較理想的磁性材料，其磁化強度主要是由單域旋轉及磁晶各向異性(英語：magnetocrystalline anisotropy)所影響[23]。
在實際工程使用的磁性材料中，雜質(英語：Impurity)及晶界(英語：grain boundary)是反向磁化磁域的成核來源，此時磁化強度反向主要由磁疇壁運動來控制。不過磁疇壁運動在矯頑力中的影響相當複雜，因此晶體缺陷可能是成核來源，但也可能固定住磁疇壁。磁疇壁在鐵磁性材料中角色類似晶界在塑性變(biàn)形中的角色，因爲磁疇壁和晶界都屬於(yú)晶體缺陷中的面缺陷。
若是材料有磁滞現象且已被磁化，在磁化曲線内的面積即爲對材料施加反向外加磁場(chǎng)，使材料有反向磁化強度所需要的功，此能量*後會以熱能的形式散失。磁性材料中常見的耗散過程包括磁緻伸縮及磁疇(chóu)壁的運動。矯頑力可以用來度量磁滞程度的多寡，也可以作爲軟鐵磁性材料一般應用中損失的一個指标。
磁性材料的方形度(squareness)是剩磁除以矯頑力的商，硬鐵磁性材料的方形度及矯頑力二者是硬鐵磁性材料的二個(gè)重要性能指标，不過(guò)二者的乘積磁能積則更常提及。