材料物理性能测试技术讲课-磁学特性

1、是一簇新兴的基础功能材料。广泛应用于电工、电是一簇新兴的基础功能材料。广泛应用于电工、电子和计算机等技术中。子和计算机等技术中。我国在世界上最先发明磁石可作为指示方向和校正时间的应用我国在世界上最先发明磁石可作为指示方向和校正时间的应用, 在在韩非子韩非子和东汉王充著的和东汉王充著的论衡论衡两书中所提到的两书中所提到的“司南司南”就是指此。公元就是指此。公元17世纪，英国的吉尔伯特发表了世界上第一部世纪，英国的吉尔伯特发表了世界上第一部磁学专著磁学专著论磁石论磁石，18世纪，瑞典科学家在磁学著作中对磁世纪，瑞典科学家在磁学著作中对磁性材料的磁化作用进行了大胆的描绘性材料的磁化作用进行了大胆的描

2、绘 。19世纪，近代物理学大发展，电流的磁效应、电磁感应等相继世纪，近代物理学大发展，电流的磁效应、电磁感应等相继被发现和研究。被发现和研究。19世纪末居里发现了抗磁物质磁化率不随温度变化及一些顺磁世纪末居里发现了抗磁物质磁化率不随温度变化及一些顺磁物质磁化率与温度成反比的居里定律。奈尔提出反铁磁性和亚物质磁化率与温度成反比的居里定律。奈尔提出反铁磁性和亚铁磁性。铁磁性。20世纪初朗之万用经典统计理论证明了居里定律，外斯提出世纪初朗之万用经典统计理论证明了居里定律，外斯提出分子场自发磁化的假说与磁畴的概念，奠定了现代磁学的基础。分子场自发磁化的假说与磁畴的概念，奠定了现代磁学的基础。法拉第电磁

3、感应法拉第电磁感应居里（居里（P Curie）近近20年，磁记录材料和磁光记录材料正在迅猛发展。在多层膜年，磁记录材料和磁光记录材料正在迅猛发展。在多层膜中发现巨磁电阻以来，自旋相关导电等新材料及器件不断发展中发现巨磁电阻以来，自旋相关导电等新材料及器件不断发展有机铁磁体、有机铁磁体、C60化合物铁磁体和室温下铁磁体半导体的发现化合物铁磁体和室温下铁磁体半导体的发现预示了磁学与磁性材料的发展前景。预示了磁学与磁性材料的发展前景。量子力学的出现使人们开始把物质磁性的认识建立在原子及电子量子力学的出现使人们开始把物质磁性的认识建立在原子及电子的基础上，海森伯用静电性的交换作用对铁磁体的分子场性质给

4、的基础上，海森伯用静电性的交换作用对铁磁体的分子场性质给出了正确的解释，揭开了现代磁学的篇章。出了正确的解释，揭开了现代磁学的篇章。20世纪世纪50年代，铁氧体为代表的亚铁磁体的发现，改变了年代，铁氧体为代表的亚铁磁体的发现，改变了100多多年来金属铁磁性材料独占强磁体领域的局面。强磁材料的研究及年来金属铁磁性材料独占强磁体领域的局面。强磁材料的研究及应用发展到高频和微波领域。非晶合金磁性的发展，开拓了优质应用发展到高频和微波领域。非晶合金磁性的发展，开拓了优质软磁材料的领域。软磁材料的领域。海森伯（海森伯（W K heisenberg)永磁铁氧体永磁铁氧体材料的磁化现象及磁学基本量材料的磁化

5、现象及磁学基本量 铁磁性和亚铁磁性物质的特性铁磁性和亚铁磁性物质的特性 （静态磁特性）（静态磁特性）磁性材料的动态特性磁性材料的动态特性磁性测量磁性测量 抗磁与顺磁材料磁化率的测量抗磁与顺磁材料磁化率的测量 铁磁体材料的直流磁性测量铁磁体材料的直流磁性测量 铁磁体材料的交流磁性测量铁磁体材料的交流磁性测量 材料的磁化现象及磁学基本量材料的磁化现象及磁学基本量 磁磁 场：场：由运动电荷由运动电荷(或电流或电流)产生在空间连产生在空间连续分布的一种物质续分布的一种物质宏观性能：在场宏观性能：在场内运动的电荷会受到内运动的电荷会受到作用力作用力任何有限尺寸的物体处于磁场中，都会使它任何有限尺寸的物体

6、处于磁场中，都会使它所占有的空间的磁场发生变化，这是由于磁所占有的空间的磁场发生变化，这是由于磁场的作用使物质表现出一定的磁性，这种现场的作用使物质表现出一定的磁性，这种现象称为象称为磁化磁化 FqvB F：运动电荷 q 受到的力；q：电荷量； v：电荷运动速度； 磁性：磁性：物质的一种基本属性，正像物质具物质的一种基本属性，正像物质具有质量一样，它的特征是：物质在非均匀有质量一样，它的特征是：物质在非均匀磁场中要受到磁力的作用。在具有梯度的磁场中要受到磁力的作用。在具有梯度的磁场中，物质受力的大小和方向反映着物磁场中，物质受力的大小和方向反映着物质磁性的特征质磁性的特征一切物质均有磁性。通常

7、所谓的磁性材料与非磁性材料，实际一切物质均有磁性。通常所谓的磁性材料与非磁性材料，实际上是指强磁性及弱磁性材料。上是指强磁性及弱磁性材料。电磁学电磁学中关于物质磁化的理论可以用两种中关于物质磁化的理论可以用两种不同的观点来描述：分子电流观点和等效不同的观点来描述：分子电流观点和等效磁荷观点磁荷观点 。 磁介质：磁场作用下磁化，并影响磁场分布磁介质：磁场作用下磁化，并影响磁场分布的物质的物质mPMVmjJV0JM一环形电流周围的磁场，犹如一条形磁铁一环形电流周围的磁场，犹如一条形磁铁的磁场。环形电流在其运动中心处产生一的磁场。环形电流在其运动中心处产生一个磁矩个磁矩m（或称磁偶极矩），其周围磁场

8、（或称磁偶极矩），其周围磁场情况与环形电流和条形磁铁的磁场相同。情况与环形电流和条形磁铁的磁场相同。一个环形电流的磁矩定义为：一个环形电流的磁矩定义为： ISm I为环形电流的强度；为环形电流的强度；S为环流所包围的面积；为环流所包围的面积；m的方向可用右手定则来确定的方向可用右手定则来确定 在没有外磁场作用时，各分子环流取向杂在没有外磁场作用时，各分子环流取向杂乱无章，它们的磁距相互抵消，不显示宏乱无章，它们的磁距相互抵消，不显示宏观磁性观磁性 S,m的方向与电流方向构成右手螺旋的方向与电流方向构成右手螺旋ISm 永磁体总是同时出现偶数个磁极。思考：磁体内、外部H和B的取向有无不同？磁体无限

9、小时，体系定义为磁偶极子偶极矩： 方向：-m指向+m单位：Wbm+m-mlljmm用环形电流描述磁偶极子： 磁矩： 单位：A m2 二者的物理意义： 表征磁偶极子磁性强弱与方向Aim170mH104ommj 电子的轨道运动相当于一个恒定的电流回路，必有一个磁矩（轨道磁矩），但自旋也会产生磁矩（自旋磁矩），自旋磁矩是基本粒子的固有磁矩。将磁矩将磁矩m放入磁感应强放入磁感应强度为度为B的磁场中，它将受的磁场中，它将受到磁场力的作用而产生到磁场力的作用而产生转矩，其所受到的转矩转矩，其所受到的转矩为为 ： BmT此转矩力图使磁矩此转矩力图使磁矩m处处于位能最低的方向。磁于位能最低的方向。磁矩与外加磁

10、场的作用能矩与外加磁场的作用能成为成为静磁能静磁能。处于磁场。处于磁场中某方向的磁矩，所具中某方向的磁矩，所具有的静磁能为：有的静磁能为：BmU分析磁体相互作用，以及在磁场中所处状态是否稳定的依据分析磁体相互作用，以及在磁场中所处状态是否稳定的依据 HmJ =00 ，T最小，处于稳定状态 0，LT0，不稳定，会使磁体转到与H方向一致，这就要做功，相当于使磁体在H中位能降低。当物体受外加磁场的作用被磁化后，便会当物体受外加磁场的作用被磁化后，便会表现出一定的磁性。实际上，物体的磁化表现出一定的磁性。实际上，物体的磁化并不改变原子固有磁矩的大小，而是改变并不改变原子固有磁矩的大小，而是改变了它们的

11、取向。了它们的取向。 几个概念几个概念磁场强度磁场强度 H磁化强度磁化强度 M磁感应强度磁感应强度 B磁化率磁化率 明确和统一明确和统一相关物理量的定义、符号、单相关物理量的定义、符号、单位及相关公式，建立起我们深入学习的平位及相关公式，建立起我们深入学习的平台；台；归纳和总结归纳和总结物质磁性的宏观表现，明物质磁性的宏观表现，明确本课程要解决的确本课程要解决的问题问题。磁场强度 H 与与磁感应强度 B 均为描述空间任意一点的磁场参量（矢量）032141,krrmmkFmFH其中磁场强度H ：静磁学定义H为单位点磁荷在该处所受的磁场力的大小，方向与正磁荷在该处所受磁场力方向一致。 历史上曾用磁

12、荷受力来定义磁场，所以先有了磁场强度磁场强度的定义，在确定用运动电荷受力确定磁场后，就只能选用磁通密磁通密度（磁感应强度）度（磁感应强度）来表述磁场了。均为描述空间任意一点的磁场参量（矢量） 实际应用中，往往用实际应用中，往往用电流产生磁场电流产生磁场，并，并规定规定H H的单位在的单位在SISI制中，用制中，用1A1A的电流通过直的电流通过直导线，在距离导线导线，在距离导线r r= = 米处，磁场强度即米处，磁场强度即为为1A 1A / /m m。 21常见的几种电流产生磁场的形式为：1、无限长载流直导线：方向是切于与导线垂直的且以导线为轴的圆周2、直流环形线圈圆心：r为环形圆圈半径，方向由

13、右手螺旋法则确定。3、无限长直流螺线管：n：单位长度的线圈匝数，方向沿螺线管的轴线方向rIH2rIH2nIH （描述宏观磁体磁性强弱程度） 单位体积的磁体内,所有磁偶极矩的 jm或磁矩m的矢量和 ，分别为： 磁极化强度：)(2mWbVmjJ磁 化 强 度：)m(A1VmMMJj0m0m二者物理意义：描述磁体被磁化的方向与强度比磁化强度（单位质量磁体内具有的磁矩矢量和）emu/g1kgmA1emu/g(CGS)(SI)kgmA/11-21-2dVdMmHMm)(0MHB 0为真空磁导率，它等于为真空磁导率，它等于410-7H m1 SI制中，JHBHBMJBMHMHB000000,)(ii则：令

14、单位：B：T或Wbm2； H：A/m； M：A/m； J： Wbm2 没有磁介质存在（M = 0）只有传导电流产生的磁场时，表述磁场的两个物理量之间才存在着简单关系： 空间总磁场是传导电流传导电流和磁化电流磁化电流产生的磁感应强度之矢量和。0BH 自由真空中M=0，B与H平行， 磁体内部，B与H不一定平行，JHB0HB0物质的磁化总是在外加磁场的作用下发生物质的磁化总是在外加磁场的作用下发生的。因此，磁化强度与外加磁场强度和物的。因此，磁化强度与外加磁场强度和物质本身的磁化特性有关质本身的磁化特性有关 HMH为外加磁场强度；为外加磁场强度； 系数系数称为磁化率，它表征物质磁化的难易程度称为磁化

15、率，它表征物质磁化的难易程度该关系中，磁化强度和磁场强度是同量纲该关系中，磁化强度和磁场强度是同量纲的，所以这里的磁化率是无量纲的，是一的，所以这里的磁化率是无量纲的，是一个纯粹的数字个纯粹的数字 应注意到由于磁化强度定义为单位体积的磁应注意到由于磁化强度定义为单位体积的磁矩，所以公式中的磁化率矩，所以公式中的磁化率 暗含着单位体积暗含着单位体积磁化率的意义磁化率的意义 在理论推导和测量中，常常使用另外两种定在理论推导和测量中，常常使用另外两种定义：义： 质量磁化率：质量磁化率： d 是材料密度是材料密度kgm-3 克分子磁化率：克分子磁化率： n 为每为每mol 物质的量物质的量mdmolm

16、nndHHHBM)HB0001)(令：（1 )B/0H (相对磁导率，表征磁体磁性、导磁性及磁化难易程度） 单位：T m/A或H/mSI制中,绝对磁导率：绝对B/H 绝对/ 0HBMHs HMB的不同定义1、起始磁导率iHBHilim0012、最大磁导率maxmax0max1HB3、振幅磁导率aaaHB01 4、增量磁导率HB015、可逆磁导率revlim0Hrev6、复数磁导率 i所有磁导率的值都是H的函数：退磁场与退磁能量 1、退磁场 有限几何尺寸的磁体在外磁场中被磁化后，表面将产生磁极，从而使磁体内部存在与磁化强度M方向相反的一种磁场，起减退磁化的作用，称为退磁场Hd。如果磁体还同时受到

17、外磁场的作用，这时磁性体内部的有效磁场为： effexdHHH 退磁场与退磁能量 1、退磁场 Hd 的大小与磁体形状及磁极强度有关。若磁化均匀，则Hd 也均匀，且与M成正比：其中N为退磁因子，只依赖于样品的几何形状及所选取的坐标。简单几何形状磁体的退磁因子简单几何形状磁体的退磁因子N对于旋转椭球体，旋转椭球形状样品的磁化是均匀的，我们对于旋转椭球体，旋转椭球形状样品的磁化是均匀的，我们选取坐标系与椭球的主轴重合，则退磁场的三个分量可以表选取坐标系与椭球的主轴重合，则退磁场的三个分量可以表示为：示为：1cbaNNNabcXYZ如果磁性体不是椭球形状，即使在均匀外场中，磁化也是不均匀的，这时退磁场

18、的大小和方向随位置而变，很难用退磁因子来表示dxxxdyyydzzzHN MHN MHN M 三个主轴方向退磁因子之和：旋转椭球的极限情况：旋转椭球的极限情况：由此可求出： 球 体：a=b=c，N=1/3 细长圆柱体：a=bc，Na = Nb = 0, Nc = 1 显然，磁性体在磁化过程中，也将受到自身退磁场的作用，产生退磁场能退磁场能，它是在磁化强度逐步增加的过程中外界做功逐步积累起来的，单位体积单位体积内退磁场能量：指磁体在它自身的退磁场能量：指磁体在它自身的Hd 中所具有的能量中所具有的能量000ddJMdddFHJHM 退磁能的存在是自发磁化后的强磁体出现磁畴的主要原因退磁场与退磁能

19、量退磁场与退磁能量20000021NMMNMMHMMddddF20220202/14/16/1zdyxddMFMMFMF薄圆板片：细长圆柱体：球体： 适用条件：磁体内部均匀一致，磁化均匀。适用条件：磁体内部均匀一致，磁化均匀。 形状不同或沿不同的方向磁化时，形状不同或沿不同的方向磁化时，Fd也不同，这种因形状也不同，这种因形状不同而引起的能量各向异性的特征不同而引起的能量各向异性的特征形状各向异性形状各向异性。对于均匀材料制成的椭球样品，容易得出;N 是磁化方向的退磁因子退磁场对样品磁性能的影响是明显的：退磁场对样品磁性能的影响是明显的：有退磁场是曲线倾斜 所有材料性能表给出的磁导率等数值都是

20、针对所有材料性能表给出的磁导率等数值都是针对有效磁有效磁场场的数值的数值，材料性能的实际测量中必须尽量克服退磁场的影响。磁学量磁学量国际单位制国际单位制高斯单位制高斯单位制换算关系换算关系磁场强度磁场强度H安安/米（米（A/m）奥斯特（奥斯特（Oe）1A/m=410-3Oe磁化强度磁化强度M安安/米（米（A/m）高斯高斯 (Gs)1A/m=10-3Gs磁感应强度磁感应强度B特斯拉（特斯拉（T）高斯高斯 (Gs)1T=104Gs磁化率磁化率 无量纲无量纲无量纲无量纲 国际国际4高斯高斯磁导率磁导率 亨亨礼礼/米（米（H/m）无量纲无量纲1H/m=107(4 )-1 高斯高斯磁学量的单位制：使用G

21、auss单位制时，此时，B的单位为G，H的单位为Oe，0=1G / Oe 式中M为磁极密度，单位为G，4M为磁通线的密度。SI制与Gauss制间的转换 B：1G=10-4T H：103A m-1的H有4 Oe的值， 103/4 A m-1=79.577A m-1=1 Oe MHB4iBHB0和磁矩： 在Gauss单位制中0=1G / Oe ，则磁偶极矩与磁矩无差别，通称为磁矩，单位为电磁单位（e.m.u） 1e.m.u(磁偶极矩) 4 1010 Wbm 1e.m.u(磁矩) 103A m2磁化强度： Gauss单位制中，磁极化强度（J）与磁化强度（M）相同，单位：G134A10G1T104G1

22、m：MJ来源于物质原子中的电子来源于物质原子中的电子，电子的轨道磁矩和自旋，电子的轨道磁矩和自旋磁矩磁矩电子轨道运动产生电子轨道磁矩电子自旋产生电子自旋磁矩构成原子的总磁矩物质磁性的起源电子围绕原子核的轨道运动，产生一个非常小的磁场，形成电子围绕原子核的轨道运动，产生一个非常小的磁场，形成一个沿旋转轴方向的磁矩，即轨道磁矩。一个沿旋转轴方向的磁矩，即轨道磁矩。lzlBm Orbital Spin轨道磁矩轨道磁矩自旋磁矩自旋磁矩每个电子本身有自旋运动产生一个沿自旋轴方向的磁矩，即每个电子本身有自旋运动产生一个沿自旋轴方向的磁矩，即自旋磁矩。自旋磁矩。2szsBBm 原子中每个电子都可以看作是一个

23、小磁体，具有永久的轨原子中每个电子都可以看作是一个小磁体，具有永久的轨道磁矩和自旋磁矩。道磁矩和自旋磁矩。一个原子的净磁矩是所有电子磁矩的相互作用的矢量和，一个原子的净磁矩是所有电子磁矩的相互作用的矢量和，又称为本征磁矩或固有磁矩。又称为本征磁矩或固有磁矩。 电子对的轨道磁矩相互对消，自旋磁矩也可能相互对消，电子对的轨道磁矩相互对消，自旋磁矩也可能相互对消，所以当所以当原子原子电子层电子层或次或次层层完全填滿：磁矩完全填滿：磁矩为为零零。如。如He, Ne, He, Ne, ArAr以及某些以及某些离子离子材料材料。l 大多数自转方向不同的电子，虽然电子的磁矩不能抵消，导大多数自转方向不同的电

24、子，虽然电子的磁矩不能抵消，导致整个原子具有一定的总磁矩。但原子磁矩之间没有相互作致整个原子具有一定的总磁矩。但原子磁矩之间没有相互作用，它们是混乱排列的，所以整个物体没有磁性。用，它们是混乱排列的，所以整个物体没有磁性。l 少数物质少数物质(如如Fe、Co、Ni），原子内部电子的磁矩没有抵消，），原子内部电子的磁矩没有抵消，整个原子具有总的磁矩。同时，由于整个原子具有总的磁矩。同时，由于“交换作用交换作用”的机理，的机理，原子磁矩整齐地排列起来，整个物体具有磁性。原子磁矩整齐地排列起来，整个物体具有磁性。无交换相互作用交换相互作用间接直接 超量子力学效应全同粒子介质方程：给出磁化状态和磁场的

25、关系物质的磁化率可以是温度或/和磁场的函数磁化率的正负和大小反映出物质磁性的特征。HM根据物质的磁化率，根据物质的磁化率，可以把物质的磁性传可以把物质的磁性传统大致分为五类。按统大致分为五类。按各类磁体磁化强度各类磁体磁化强度M与磁场强度与磁场强度H的关系，的关系，可做出其磁化曲线可做出其磁化曲线 MH-物质的磁化率HM五类磁介质的磁化曲线五类磁介质的磁化曲线抗磁抗磁反铁磁反铁磁顺磁顺磁亚铁磁亚铁磁铁磁铁磁 分类是否科学取决于是否反映了内在磁性机理上的不同。随着研究的深入，分类也在不断完善和细化，到上个世纪 70 年代为止，在晶状固体里，共发现了五种主要类在晶状固体里，共发现了五种主要类型的磁

26、结构物质型的磁结构物质，它们的形成机理和宏观特征各不相同，对它们的成功解释形成了今天的磁性物理学核心内容。对它们的成功解释形成了今天的磁性物理学核心内容。 上世纪 70 年代以后，随着非晶材料非晶材料和纳米材料纳米材料的兴起，又发现了一些新的磁性类型，对它们的研究尚在深化之中，课程只做初步介绍。固体磁性原子、离子的磁矩（顺、抗磁）晶体结构和晶场类型（自旋、轨道贡献）相邻原子、电子间的相互作用（磁有序）使磁场减弱的物质，成为抗使磁场减弱的物质，成为抗磁磁性物质性物质出现在没有原子磁出现在没有原子磁矩的材料中，其抗磁磁化率是矩的材料中，其抗磁磁化率是负的，而且很小负的，而且很小。 -10-5 ,

27、与与H、T无关（无关（例外：反常抗磁体例外：反常抗磁体）对于电子壳层被填满的物质，对于电子壳层被填满的物质，其磁矩为零。在外磁场作用下，其磁矩为零。在外磁场作用下，电子运动将产生一个附加的运电子运动将产生一个附加的运动（由电磁感应定律而定），动（由电磁感应定律而定），出现附加角动量，感生出与出现附加角动量，感生出与H反向的磁矩。反向的磁矩。实例：惰性气体、许多有机化合物、实例：惰性气体、许多有机化合物、某些金属（某些金属（Bi、Zn、Ag、Mg）、）、非金属（如：非金属（如：Si、P、S）d1TO由于电子的循轨运动在外磁由于电子的循轨运动在外磁场的作用下产生了抗磁磁距场的作用下产生了抗磁磁距所

28、造成的，而不是电子的所造成的，而不是电子的轨道磁距和自旋磁距产生的。轨道磁距和自旋磁距产生的。 在外加磁场作用下，电子的在外加磁场作用下，电子的循规运动产生一个附加磁距循规运动产生一个附加磁距，其方向总是和外加磁场，其方向总是和外加磁场的方向相反，因而产生了抗的方向相反，因而产生了抗磁性磁性 在与外磁场相反的方向诱导出磁化强度的现在与外磁场相反的方向诱导出磁化强度的现象称为抗磁性。象称为抗磁性。 它出现在没有原子磁矩的材料中，其抗它出现在没有原子磁矩的材料中，其抗磁磁化率是负的，而且很小，磁磁化率是负的，而且很小， -10-5。e iM取两个电子，设其循轨运动的平面是和磁场取两个电子，设其循轨

29、运动的平面是和磁场H的方的方向垂直，而与循轨运动的方向相反，如图所示向垂直，而与循轨运动的方向相反，如图所示 在无外加磁场时，电子的循轨运动相当一个闭合在无外加磁场时，电子的循轨运动相当一个闭合电流，由此而产生的磁距电流，由此而产生的磁距 22re电子在作循轨运动时，必然要受到一个向心力电子在作循轨运动时，必然要受到一个向心力k，见，见图图a。当加上一个磁场之后，电子在磁场的作用下将。当加上一个磁场之后，电子在磁场的作用下将产生一个附加力产生一个附加力 k， k又称为洛仑兹力，其方向和又称为洛仑兹力，其方向和k的方向是一致的。这种情况无疑地等于使向心力得的方向是一致的。这种情况无疑地等于使向心

30、力得到增加，总的向心力为到增加，总的向心力为k k。 2mrk 可以认为可以认为m和和r是不变的，这样只能设是不变的，这样只能设想，当向心力增加时，必然导致电子循想，当向心力增加时，必然导致电子循轨运动的角速度轨运动的角速度 发生变化发生变化 增加一个增加一个， l增加一个增加一个，与轨道磁距与轨道磁距 l的的方向相同，但与外磁场的方向相反方向相同，但与外磁场的方向相反 22re既然抗磁性是由电子在轨道运动中产生的，既然抗磁性是由电子在轨道运动中产生的，而任何物质都存在电子的轨道运动，故可以而任何物质都存在电子的轨道运动，故可以说任何物质在外加磁场的作用下都要产生抗说任何物质在外加磁场的作用下

31、都要产生抗磁性。但应注意，并不能说任何物质都是抗磁性。但应注意，并不能说任何物质都是抗磁性物质。磁性物质。因为原子在外磁场作用下除了产生抗磁磁距因为原子在外磁场作用下除了产生抗磁磁距之外，还有轨道和自旋磁距产生顺磁磁距。之外，还有轨道和自旋磁距产生顺磁磁距。在这种情况下只有那些抗磁性大于顺磁性的在这种情况下只有那些抗磁性大于顺磁性的物质才成为抗磁性的物质物质才成为抗磁性的物质 是一种很弱的、非永久性的磁性，只有在外磁是一种很弱的、非永久性的磁性，只有在外磁场存在时才能维持场存在时才能维持 许多金属具有抗磁性，而且一般其抗磁磁化率不随温度变化 金属抗磁性来源于导电电子。根据经典理论，外加磁场不会

32、改变电子系统的自由能及其分布函数，因此磁化率为零。 经典的图象： 在外磁场作用下形成的环形电流在金属的边界上反射, 因而使金属体内的 抗磁性磁矩为表面“破折轨道”的反向磁矩抵消。 1、超导材料：在超导态，磁通密度、超导材料：在超导态，磁通密度B总是总是0，即使存在，即使存在外磁场外磁场H，也是如此，也是如此(迈斯纳效应迈斯纳效应)。 2、一些有机化合物，例如苯环中的、一些有机化合物，例如苯环中的p电子像轨道电子电子像轨道电子那样做园周运动，苯环相当于闭合壳层。当磁场垂直于环作那样做园周运动，苯环相当于闭合壳层。当磁场垂直于环作用时，呈现很强的抗磁性，磁场平行于环面时没有抗磁性。用时，呈现很强的

33、抗磁性，磁场平行于环面时没有抗磁性。 3、在生物体内的血红蛋白中，同氧的结合情况与铁、在生物体内的血红蛋白中，同氧的结合情况与铁的电子状态有关。无氧结合的状态下，铁离子显示顺磁性；的电子状态有关。无氧结合的状态下，铁离子显示顺磁性；而在如动脉血那样与氧相结合的状态却显示抗磁性。而在如动脉血那样与氧相结合的状态却显示抗磁性。 例如血红蛋白中的例如血红蛋白中的Fe2+无氧配位无氧配位(静脉血静脉血)是高自旋态，是高自旋态，显现顺磁性；有氧配位显现顺磁性；有氧配位(动脉血动脉血)是低自旋态，显現抗磁性。是低自旋态，显現抗磁性。 几种特殊材料的抗磁性如：稀土金属和铁族元素的盐T顺磁性0，居里外斯定律，

34、居里定律PPPTTCTCTd/ 1OTd/ 1O顺磁性顺磁性 顺磁性物质的原子或离子具有一定的磁矩顺磁性物质的原子或离子具有一定的磁矩，这些原子磁矩耒源于未满的电子壳层(例如过渡族元素的3d壳层)。在顺磁性物质中，磁性原子或离子分开的很远，以致它们之间没有明显的相互作用，因而在没有外磁场时，由于热运动的作在没有外磁场时，由于热运动的作用，原子磁矩是无规混乱取向用，原子磁矩是无规混乱取向。当有外磁场作用时，原子磁矩有沿磁场方向取向的趋势，从而呈现出正的磁化率，其数量级为=10-510-2。顺磁性顺磁性顺磁物质的磁化率随温度的变化(T)有两种类型:第一类遵从居里定律： =C/T C 称为居里常数

35、第二类遵从居里-外斯定律： =C/(T-p) p称为顺磁居里温度T ( K )1/1/p使磁场急剧增加的物质，使磁场急剧增加的物质，称为称为铁磁性物质铁磁性物质。物质中原子有磁矩；原子物质中原子有磁矩；原子磁矩之间有相互作磁矩之间有相互作 用。用。原子磁矩方向平行排列，原子磁矩方向平行排列，导致自发磁化。外磁场作导致自发磁化。外磁场作用下，快速趋向磁场方向，用下，快速趋向磁场方向，在磁场方向有很大的磁化在磁场方向有很大的磁化强度。磁化率强度。磁化率 是很大的是很大的正数，且于外磁场呈非线正数，且于外磁场呈非线性关系变化。性关系变化。 实例：实例：3d金属金属Fe，Co，Ni，4f金属铽、铒、铥

36、、钬、等金属铽、铒、铥、钬、等以及很多合金与化合物以及很多合金与化合物MT1/Tc铁磁性P0Tc居里点P顺磁居里点铁磁性材料的原子磁矩在磁畴内平行排列图4-17 铁磁性材料内原子磁矩排列（a）温度T大于居里温度Tc；（b）温度T小于居里温度Tc亚铁磁体有些象铁磁亚铁磁体有些象铁磁体，但体，但 值没有铁磁体值没有铁磁体那样大那样大-铁氧体铁氧体内部磁结构却与反铁内部磁结构却与反铁磁性相同，但相反排磁性相同，但相反排列的磁矩大小不等量。列的磁矩大小不等量。故亚铁磁性具有宏观故亚铁磁性具有宏观磁性（未抵消的反铁磁性（未抵消的反铁磁性结构的铁磁性）。磁性结构的铁磁性）。 MTTc1/c亜铁磁性0c补偿

37、点Tc居里点m1TcTpTO亚铁磁性材料中的A,B次晶格1948年法国物理学家奈耳（Neel）发现亚铁磁和反铁磁物质，才明确了人类知道最早的Fe3O4是亚铁磁物质在亚铁磁性材料中磁性离子A,B构成两个相互贯穿的次晶格A,B（简称A,B位）A次晶格上的原子磁矩如图中箭头方向所示相互平行排列，B次晶格上的原子磁矩也相互平行排列，但是他们的磁矩方向和A次晶格上的原子磁矩方向相反，大小不同这使得它们的磁矩在克服热运动的影响后，处于部分抵消的有序排列状态，导致有自发磁化。亚铁磁性物质由磁矩大小不同的两种离子（或原子）组成，属绝缘体常见的亚铁磁性物质大部分是金属的氧化物，是非金属磁性材料。目前发现的亚铁磁

38、体一般有磁铁矿（Fe3O4）、铁氧体（ferrite）等。铁氧体指的是Fe2O3与2价金属氧化物所组成的复杂氧化物，其分子式为MeOFe2O3，这里Me为铁、镍、锌、钴、镁等2价金属离子定值。不增反降，并逐渐趋于，但，服从afNppafNTTTTTCTT,0即在即在TTN（奈尔温度）时，（奈尔温度）时， af 最大。最大。反铁磁体的反铁磁体的 是小的正数，是小的正数，在温度低于某一温度时，在温度低于某一温度时，他的磁化率同磁场的取他的磁化率同磁场的取向有关；高于这个温度，向有关；高于这个温度，行为象顺磁体行为象顺磁体 NT0反铁磁性N耐耳点只有在很强的外磁场作用下才能显示只有在很强的外磁场作用

39、下才能显示出微弱的磁性。出微弱的磁性。实例：过渡族元素的盐类及化合物，实例：过渡族元素的盐类及化合物，如如MnO，CrO, CoO等等反铁磁晶体可以看做是两个亚点阵组反铁磁晶体可以看做是两个亚点阵组成，每个亚点阵中相邻成，每个亚点阵中相邻电子电子因为受到因为受到负的交换作用而负的交换作用而自旋自旋呈反平行排列，呈反平行排列，此时磁矩虽处于有序状态，这样在反此时磁矩虽处于有序状态，这样在反铁磁体中两个亚点阵磁矩的方向相反铁磁体中两个亚点阵磁矩的方向相反而大小相等，因此反铁磁体总的净磁而大小相等，因此反铁磁体总的净磁矩在不受外场作用时仍为零矩在不受外场作用时仍为零值得注意的是，抗磁、顺磁性、反铁磁

40、物质的磁值得注意的是，抗磁、顺磁性、反铁磁物质的磁化率均可以近似的认为是一个常数。化率均可以近似的认为是一个常数。 铁磁体和亚铁磁体的磁化率则是磁场铁磁体和亚铁磁体的磁化率则是磁场H的函数的函数铁磁体磁化率曲线表明，在不强的磁场铁磁体磁化率曲线表明，在不强的磁场H下，铁下，铁磁体就会被激烈的磁化，并易于达到饱和。磁体就会被激烈的磁化，并易于达到饱和。抗磁、顺磁、反铁磁属于弱磁性；铁磁与亚铁磁抗磁、顺磁、反铁磁属于弱磁性；铁磁与亚铁磁属于强磁性属于强磁性铁磁性材料、亚铁磁性材料和反铁磁性材料的原子磁矩的特点是在磁畴内平行或反平行排列，因此又统称它们为磁有序材料金属的铁磁性金属的铁磁性物质具有铁磁

41、性的基本条件：物质具有铁磁性的基本条件： (1)物质中的原子有磁矩；物质中的原子有磁矩； (2)原子磁矩之间有相互作用。原子磁矩之间有相互作用。实验事实：铁磁性物质在居里温度以上是实验事实：铁磁性物质在居里温度以上是顺磁性；顺磁性；居里温度以下原子磁矩间的相互居里温度以下原子磁矩间的相互作用能大于热振动能，显现铁磁性作用能大于热振动能，显现铁磁性相互总用是什么？外斯分子场理论，1907年有效磁场导致近邻自选平行排列-自发磁化 低温M-H偏离严重？布洛赫自旋波理论：自旋波又称为磁激子(magnon),它是固体中一种重要的元激发，是由局域自旋之间存在交换作用而引起的自旋玻璃态磁特性自旋玻璃态磁特性

42、 自旋玻璃态出现在磁稀释的合金中，在那里磁性原子的自旋被振荡的自旋玻璃态出现在磁稀释的合金中，在那里磁性原子的自旋被振荡的RKKY交换相互作用无規地冻结。从实验上，覌察到交换相互作用无規地冻结。从实验上，覌察到在弱磁场下，磁化率在弱磁场下，磁化率的温度依赖性曲线上出现一个尖锐的最大值。而且在磁场冷却情况下，磁的温度依赖性曲线上出现一个尖锐的最大值。而且在磁场冷却情况下，磁化率的尖锐极大值不再出现。在冻结温度化率的尖锐极大值不再出现。在冻结温度Tf以下，零场冷却时自旋被无规以下，零场冷却时自旋被无规冻结，加场冷却时自旋在磁场方向被冻结冻结，加场冷却时自旋在磁场方向被冻结。TM0混磁性零场冷却磁场

43、冷却0TTfH=0H0自旋玻璃Tf冻结温度 自旋玻璃态出现在磁稀释的合金中，在自旋玻璃态出现在磁稀释的合金中，在弱磁场下，弱磁场下，磁化率的温度依赖性曲线上出现磁化率的温度依赖性曲线上出现一个尖锐的最大值。而且在磁场冷却情况下，一个尖锐的最大值。而且在磁场冷却情况下，磁化率的尖锐极大值不再出现磁化率的尖锐极大值不再出现。在冻结温度。在冻结温度Tf以下，零场冷却时自旋被无规冻结，加场以下，零场冷却时自旋被无规冻结，加场冷却时自旋在磁场方向被冻结。冷却时自旋在磁场方向被冻结。当材料在没有磁场作用下冷却时，磁当材料在没有磁场作用下冷却时，磁化强度在低温急剧的下降；如果在磁化强度在低温急剧的下降；如果

44、在磁场下冷却，磁化强度在低温处的下降场下冷却，磁化强度在低温处的下降消失消失自旋玻璃态磁特性自旋玻璃态磁特性 ( 1 ) (T)在在Tf 处表现出尖锐的极大值的峯，并且与磁场强度和交流处表现出尖锐的极大值的峯，并且与磁场强度和交流 磁磁 化率的测试频率有关。化率的测试频率有关。H0变得更尖锐。变得更尖锐。 ( 2 ) Tf 以上的温度加磁场慢慢冷却以上的温度加磁场慢慢冷却(磁场冷却磁场冷却)测定的测定的 ( T )与零场升与零场升 温测定的温测定的 ( T )显著不同，尖峯消失。显著不同，尖峯消失。 ( 3 ) Tf 随磁性原子浓度增加而升高。随磁性原子浓度增加而升高。 ( 4 ) 随磁性原子

45、浓度继续增加，体系变为混磁性，低温表現出自旋随磁性原子浓度继续增加，体系变为混磁性，低温表現出自旋 玻玻 璃态，随温度升高到璃态，随温度升高到Tf 以上，不再是顺磁性，而表現出铁磁以上，不再是顺磁性，而表現出铁磁 性性(反铁磁性反铁磁性)。 ( 5 ) 磁性比热磁性比热CM( T )和电阻在和电阻在Tf 处没有看见异常。处没有看见异常。 ( 6 ) 中子衍射实验在中子衍射实验在Tf 以下没有看到磁性的布拉格反射。但是可以以下没有看到磁性的布拉格反射。但是可以 覌测到磁性散射。覌测到磁性散射。 ( 7 ) 穆斯堡尔谱的谱宽随温度变化明显。穆斯堡尔谱的谱宽随温度变化明显。混混 磁磁 性性 在非磁性

46、基体中，惨杂磁性原子的浓度大于自旋玻璃的浓度，各种交在非磁性基体中，惨杂磁性原子的浓度大于自旋玻璃的浓度，各种交换相互作用混合的自旋系统。换相互作用混合的自旋系统。其典型的特征是，当材料在没有磁场作用下其典型的特征是，当材料在没有磁场作用下冷却时，磁化强度在低温急剧的下降；如果在磁场下冷却，磁化强度在低冷却时，磁化强度在低温急剧的下降；如果在磁场下冷却，磁化强度在低温处的下降消失。其原因是由反铁磁相互作用引起的磁化强度团簇的反转温处的下降消失。其原因是由反铁磁相互作用引起的磁化强度团簇的反转ABCDSASBSCSD在面心立方反铁磁体中四个次晶格上的自旋矢量自旋玻璃自旋玻璃 在磁场下冷却在磁场下

47、冷却,磁化强度低温下的下降消失，但是磁化强度低温下的下降消失，但是磁滞回线沿磁滞回线沿H轴的轴的负方向有一个位移。这个現象是由铁磁性自旋与相对于晶格为固定的负方向有一个位移。这个現象是由铁磁性自旋与相对于晶格为固定的反铁磁自旋间相互作用引起的反铁磁自旋间相互作用引起的。例如：在面心立方晶格内反铁磁自旋。例如：在面心立方晶格内反铁磁自旋排列不是很固定，可以自由改变其自旋方向而不改变其交换能，也就排列不是很固定，可以自由改变其自旋方向而不改变其交换能，也就是说局域自旋排列容易被扰动，导致混磁性。是说局域自旋排列容易被扰动，导致混磁性。50PPm不均匀铁磁性或反铁磁性自旋玻璃态近藤效应混磁性标度区域

48、自旋玻璃、铁磁性和反铁磁性共存0.5at%10at%RKKY相互作用xce传导电子随着磁性杂质含量的增加自旋状态的变化以自旋玻璃为中心在非磁性基体中掺入磁性原子，随浓度的逐渐增加，在非磁性基体中掺入磁性原子，随浓度的逐渐增加，出现各种磁性現象。出现各种磁性現象。超顺磁性超顺磁性铁磁性颗粒比单畴临界尺寸更小时，热运动对粒子影铁磁性颗粒比单畴临界尺寸更小时，热运动对粒子影响很大，在一定温度下，粒子的行为类似于顺磁性，响很大，在一定温度下，粒子的行为类似于顺磁性，如果不加外磁场，它们将很快的失去剩磁状态，这个如果不加外磁场，它们将很快的失去剩磁状态，这个現象称为超顺磁性。現象称为超顺磁性。超顺磁性粒

49、子的磁化曲线必须无磁滞現象超顺磁性粒子的磁化曲线必须无磁滞現象THCI其中其中C C为居里常数，因此不为居里常数，因此不同温度下的磁化曲线如果以同温度下的磁化曲线如果以H/TH/T为横坐标，则各曲线应为横坐标，则各曲线应相重合。相重合。 表示磁场强度表示磁场强度H与所感生的与所感生的B或或M之之 间的关系间的关系O点：H0、B0、M0 磁中性或原始退磁状态OA段：近似线性，起始磁化阶段AB段：较陡峭，表明急剧磁化HHm后，M逐渐趋于一定值MS（饱和磁化强度），而B则仍不断增大(原因?)由BH（MH）曲线可求出或 从饱和磁化状态开始，再使磁化场减小，从饱和磁化状态开始，再使磁化场减小，B或或M不

50、再沿原不再沿原始曲线返回。当始曲线返回。当H0时，仍有一定的剩磁时，仍有一定的剩磁Br或或Mr。Ms称为饱和磁化强度称为饱和磁化强度磁化曲线上任何点磁化曲线上任何点B和相和相应的应的H的比值称为磁导率的比值称为磁导率 在磁化曲线起始部分的的在磁化曲线起始部分的的斜率，称为起始磁导率，斜率，称为起始磁导率，用用 i或或 a表示。技术上规表示。技术上规定在定在0.10.001Oe磁场磁场的磁导率为起始磁导率的磁导率为起始磁导率最大磁导率：是磁化最大磁导率：是磁化曲线拐点曲线拐点K处的斜率处的斜率 将一个铁磁体试样磁化至将一个铁磁体试样磁化至饱和，然后慢慢地减少饱和，然后慢慢地减少H，则则M也将减小

51、，这个过程也将减小，这个过程叫做退磁。但叫做退磁。但M并不按照并不按照磁化曲线反方向进行，而磁化曲线反方向进行，而是按照另一条曲线改变，是按照另一条曲线改变，见上图中的见上图中的BC段。当段。当H减减小导零时，小导零时，M=Mr（Mr为为剩余磁化强度）。如果要剩余磁化强度）。如果要使使M=0，则必须加上一个，则必须加上一个反向磁场反向磁场Hc，称为，称为矫顽力矫顽力。从磁滞回线上可以看到，从磁滞回线上可以看到，退磁过程中退磁过程中M的变化落后的变化落后与与H的变化，这种现象称的变化，这种现象称为磁滞现象为磁滞现象 BHC：使B0的Hc。MHC： M0时的Hc（内禀矫顽力）一般| BHC | |

52、 MHC |当反向磁场当反向磁场H继续增加时，最后又可以打到反向饱继续增加时，最后又可以打到反向饱和，如再沿着正方向增加和，如再沿着正方向增加H，则又得到另一半曲线。，则又得到另一半曲线。从图中可以看出，当从图中可以看出，当H从从+Hm变到变到-Hm再变到再变到+Hm，试样的磁化曲线形成一个封闭曲线，称为，试样的磁化曲线形成一个封闭曲线，称为磁滞回线磁滞回线磁滞回线所包围的面磁滞回线所包围的面积表征磁化一周时所积表征磁化一周时所消耗的功，称为磁滞消耗的功，称为磁滞损耗损耗Q HdBQHc是表征材料在磁化后保持磁化状态的能力。通常以Hc划分软磁、永磁、半永磁材料：之间介于mAmAmABB/101

53、0/108108/10810853532CCHH磁滞回线的第二象限为退磁滞回线的第二象限为退磁曲线（依据此考察硬磁磁曲线（依据此考察硬磁材料性能）材料性能）,(BH)为磁能积，为磁能积，表征永磁材料中能量大小表征永磁材料中能量大小。 (BH)max 是永磁的重要特是永磁的重要特性参数之一。性参数之一。u 在磁性物质中，自发磁化主要来源于自旋间的在磁性物质中，自发磁化主要来源于自旋间的交换作用，这种交换作用本质上是各向同性的，交换作用，这种交换作用本质上是各向同性的，如果没有附加的相互作用存在，在晶体中，自如果没有附加的相互作用存在，在晶体中，自发磁化强度可以指向任意方向而不改变体系的发磁化强度

54、可以指向任意方向而不改变体系的内能。内能。u 实际上在实际上在磁性材料中，自发磁化强度总是处于磁性材料中，自发磁化强度总是处于一个或几个特定方向，该方向称为易轴一个或几个特定方向，该方向称为易轴。当施当施加外场时，磁化强度才能从易轴方向转出，此加外场时，磁化强度才能从易轴方向转出，此现象称为现象称为磁晶各向异性。磁晶各向异性。磁晶各向异性能磁晶各向异性能磁晶各向异性能磁晶各向异性能晶体的磁性是和晶体的取向有关的晶体的磁性是和晶体的取向有关的 ，沿晶体的某，沿晶体的某些方向磁化时所需要的磁场，比沿另外一些方向磁些方向磁化时所需要的磁场，比沿另外一些方向磁化所需要的磁场要小的多，这些晶体学方向称为

55、易化所需要的磁场要小的多，这些晶体学方向称为易磁化方向磁化方向 铁、镍、钴单晶沿不同晶向铁、镍、钴单晶沿不同晶向的磁化曲线的磁化曲线 对于任何方向磁化的铁磁体都具有一项能量，对于任何方向磁化的铁磁体都具有一项能量，它使磁化强度指向该特定的晶体学方向它使磁化强度指向该特定的晶体学方向晶体磁化时所增加的自由能晶体磁化时所增加的自由能 F等于磁场所做等于磁场所做的功（磁化功），可表示为的功（磁化功），可表示为 MHdMF0增加的能量即为磁化曲线与增加的能量即为磁化曲线与M坐标轴间所包坐标轴间所包围的面积，由于晶体的这一部分自由能是与围的面积，由于晶体的这一部分自由能是与磁化方向有关的，我们称为磁化方

56、向有关的，我们称为磁各向异性能磁各向异性能或或磁晶能磁晶能 铁磁体在磁场中磁化，其形状和尺寸都会铁磁体在磁场中磁化，其形状和尺寸都会发生变化，这种现象称为磁致伸缩发生变化，这种现象称为磁致伸缩 设铁磁体原来的尺寸为设铁磁体原来的尺寸为l0，放在磁场中磁化，放在磁场中磁化时，其尺寸变为时，其尺寸变为l，长度的相对变化为：，长度的相对变化为：lll0 称为线磁致伸缩系数称为线磁致伸缩系数 ，一般在一般在10-610-3之间之间 u 磁致伸缩引起的形变比较小，但磁致伸缩引起的形变比较小，但它在控制磁畴结构和技术磁化过它在控制磁畴结构和技术磁化过程中，仍是一个很重要的因素。程中，仍是一个很重要的因素。

57、u 应变应变 l /l 随外磁场增加而变化，随外磁场增加而变化，最终达到饱和最终达到饱和 。产生这种行为。产生这种行为的原因是材料中磁畴在外场作用的原因是材料中磁畴在外场作用下的变化过程。每个磁畴内的晶下的变化过程。每个磁畴内的晶格沿磁畴的磁化强度方向自发的格沿磁畴的磁化强度方向自发的形变形变e 。且应变轴随着磁畴磁化。且应变轴随着磁畴磁化强度的转动而转动，从而导致样强度的转动而转动，从而导致样品整体上的形变。品整体上的形变。2coselle 为磁化饱和时的形变， 覌察方向(测试方向)与磁化强度方向之间的夹角磁弹性能磁弹性能物体在磁化时要伸长（或收缩），如果受物体在磁化时要伸长（或收缩），如果

58、受到限制，不能伸长（或缩短），则在物体到限制，不能伸长（或缩短），则在物体内部产生压应力（或拉应力）。这样，物内部产生压应力（或拉应力）。这样，物体内部将产生弹性能，称为磁弹性能。体内部将产生弹性能，称为磁弹性能。 作业： 比较比较jm与与m、J 与与M的区别与联系。的区别与联系。 何谓退出场（何谓退出场（Hd）？退磁因子）？退磁因子N与哪些因与哪些因素有关？素有关？铁磁体技术磁化曲线的分析铁磁体技术磁化曲线的分析技术磁化，是指在外磁场作用下，铁磁体技术磁化，是指在外磁场作用下，铁磁体从完全退磁状态发生变化的内部过程和宏从完全退磁状态发生变化的内部过程和宏观效果观效果说明铁磁材料性能的一些规律

59、，了解材料说明铁磁材料性能的一些规律，了解材料生产过程采取某些措施的原因，并有利于生产过程采取某些措施的原因，并有利于进一步探索提高材料性能的途径进一步探索提高材料性能的途径 q 技术磁化理论 技术磁化过程，就是外加磁场对磁畴的作用过程，也就是外加磁场把各个磁畴的磁矩方向转到外磁场方向(或近似外磁场方向)的过程。它与自发磁化有本质的不同。 技术磁化是通过两种形式进行的：一是磁畴壁的迁移，一是磁畴的旋转。磁化过程中有时只有其中一种方式起作用，有时是两种方式同时作用。 磁化曲线和磁滞回线是技术磁化的结果。q 磁畴 外斯假说认为自发磁化是以小区域磁畴存在的。各个磁畴的磁化方向是不同的，所以大块磁铁对

60、外不显示磁性。磁畴已为实验观察所证实。 从对磁畴组织的观察中，可以看到有的磁畴大而长，称为主畴，其自发磁化方向必定沿晶体的易磁化方向；小而短的磁畴叫副畴，其磁化方向就不一定是晶体的易磁化方向， 相邻磁畴的界限称为磁畴壁，可分为两种：一种为180o磁畴壁，另一种称为90o磁畴壁。 磁畴壁是一个过渡区，有一定厚度。磁畴的磁化方向在畴壁处不能突然转一个很大角度，而是经过畴壁的一定厚度逐步转过去的，即在这过渡区中原子磁矩是逐步改变方向的。 磁畴壁具有交换能、磁晶各向异性能及磁弹性能。 磁畴的形状、尺寸、畴壁的类型与厚度总称为磁畴结构。同一磁性材料，如果磁畴结构不同，则其磁化行为也不同。因此说磁畴结构类