物質(zhì)的磁性來源于原子中的電子磁矩
物質(zhì)由原子構(gòu)成,而原子是由原子核和電子組成的。在原子中,電子因繞原子核運(yùn)動(dòng)而具有軌道磁矩;電子因自旋具有自旋磁矩,原子的磁矩主要來源于電子磁矩,這是一切物質(zhì)磁性的來源。
磁矩是一個(gè)有方向的矢量。原子中電子的自旋方式分為上下兩種,在大多數(shù)物質(zhì)中,具有向上自旋和向下自旋的電子數(shù)目一樣多,他們產(chǎn)生的磁矩會相互抵消,整個(gè)原子對外沒有磁性。只有少數(shù)物質(zhì)原子內(nèi)部的電子在不同自旋方向上的數(shù)量不一樣,這樣,在自旋相反的電子磁矩相互抵消后,還剩余一部分電子的自旋磁矩沒有被抵消,整個(gè)原子具有總的磁矩。單一原子的磁矩取決于原子結(jié)構(gòu),元素周期表中所有元素的原子都有自己的磁矩。
由于不同原子的磁矩不同,導(dǎo)致宏觀物質(zhì)間原子磁矩相互作用,原子磁矩在室溫狀態(tài)下的排列不同。按照宏觀物質(zhì)在外磁場中磁化強(qiáng)度和磁化率方面的差異,將他們分為順磁性物質(zhì)、抗磁性物質(zhì)、鐵磁性物質(zhì)、亞鐵磁性物質(zhì)和反鐵磁性物質(zhì)。
磁矩與磁通:可以通過線圈常數(shù)進(jìn)行換算
磁矩(magnetic moment)和磁通量(magnetic field), 都是描述永磁材料磁性強(qiáng)弱的重要參數(shù),他們之間有一定的相關(guān)性,但是不同含義的物理量。
磁矩常用的測試方法是根據(jù)國際電工委員會的標(biāo)準(zhǔn)IEC60404-14(抽拉或旋轉(zhuǎn)法測試鐵磁材料磁偶極矩)開展的。磁矩的測量其實(shí)是通過測量開路磁通量進(jìn)而計(jì)算出來的。在嚴(yán)格標(biāo)定線圈常數(shù)為k的一維亥姆霍茲線圈中對開路樣品進(jìn)行測量,可獲得磁通值?,通過磁通值能計(jì)算出材料的磁矩M。計(jì)算公式如下:
M = k * Ф
M表示磁體的磁矩,單位是Wb·cm-1
k表示線圈常數(shù),單位:cm-1(線圈常數(shù)的單位變化會引起磁矩單位的變化)
Ф表示磁通值,單位:Wb
同一塊磁體,在不同線圈常數(shù)下測量的磁通值是不同的,但計(jì)算出的磁矩是相同,因此,買賣雙方溝通磁矩會更準(zhǔn)確高效。
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