強磁性とは、特定の物体が外部磁場の影響下で非常に強く磁化され、一部の物体（磁石、硬磁性材料）は外部磁場の消滅後も大きな磁化を維持する必要があるという特性です。この特性は、物質または遷移金属の錯体の金属中心間のスピンの集合的な結合から生じ、すべてのスピンのモーメントは物質内で同じ方向を向いています。記事「磁気:物質中の磁気」を参照してください。
温度の影響
温度が上昇すると、磁気モーメントの秩序が失われ、キュリー温度までは磁化率が低下します。
強磁性体の磁化率は、次の形式の法則に従って温度によって変化します。
- $$ {\chi = \frac {C_m}{T}\,} $$(キュリーの法則)
または
強磁性体
工業用途では、鉄、コバルト、ニッケルのみが強磁性です。一部の希土類(周期表ではランタニド) も低温では強磁性になります。
合金に関する限り、状況は非常に複雑です。鉄とニッケルの一部の合金はそうではありませんが、非強磁性金属 (61% Cu、24% Mn、15% Al) のみで構成されるホイスラー合金は、強磁性。
最後に、組成が (MO; Fe 2 O 3 ) の形式であるフェライトを追加する必要があります。M は 2 価の金属であり、その最も古い代表例はマグネシアの都市にちなんで名付けられたマグネタイトFe 3 O 4 (FeO; Fe 2 O 3 ) です。 、小アジアで。
最初の磁化曲線
ヒステリシス周期
材料のサンプルを飽和まで磁化し、励起H を減少させると、 Bも減少しますが、最初の磁化曲線の上にある別の曲線をたどることがわかります。これは減磁の遅れによるものです。ヒステリシスがあると言う
- Hが 0 に減少すると、残留磁場(ラテン語で「残る」を意味するremanereに由来) と呼ばれる磁場B r が残ります。
この残留磁場をキャンセルするには、ソレノイドの電流を逆にする、つまりHに負の値を加える必要があります。その後、磁場は強制励起と呼ばれる励起H cの値の間消滅します。
軟磁性材料
これらは通常、機械的に柔らかい材料です。これらの材料のサイクルは非常に狭く、強制励起は 100 Am -1を超えません。優れた浸透性を持っています
いくつかの例:
- スーパーマロイ (鉄、ニッケル、モリブデンなど): H c = 0.16 Am -1 ; B r = 1.2 T (最も柔らかいものの 1 つ)。
- 鉄 + 3%シリコン、配向粒子: H c = 8 Am -1 ; Br = 1.0T
軟磁性材料は、このヒステリシス現象がエネルギー損失の原因となるため、電磁石 (磁化を簡単にキャンセルする必要がある) や交流モードで動作する磁気回路 (電気機械、変圧器) の製造に使用されます。
硬磁性材料
以前のものとは異なり、サイクルは非常に幅広く、数百 kA.m -1 です。それらを以前のものと同じ座標系で描画することは不可能です。
これらの希土類材料の一部 (サマリウム – コバルトまたはネオジム – 鉄 – ホウ素合金) は、内部磁場がキャンセルされた場合 (励起はH cB ) であっても減磁しません。磁化をキャンセル（実際には反転）するには、 H cMと呼ばれる磁気励起、つまり不可逆減磁励起を与える必要があります。
これらの材料の用途は、非常に高出力の永久磁石の製造です。