什么是磁性材料?

磁铁这一术语通常用于在没有外加磁场的情况下也能产生自身持久磁场的物体。只有某些类别的材料才能做到这一点。然而,大多数材料对外加磁场产生磁场;一种被称为磁性的现象。磁性有几种类型,所有材料都至少表现出其中一种。

磁性材料

根据材料的结构,尤其是其电子结构,材料的整体磁性行为可能会有很大的不同。在不同材料中观察到了几种形式的磁行为,包括:

铁磁性和铁磁性材料通常被认为是“磁性”材料;它们被磁铁吸引得足够强烈,以至于可以感觉到吸引力。这些材料是唯一能够保持磁化并成为磁铁的材料;一个常见的例子是传统的冰箱磁铁。铁磁性材料,包括铁氧体和最古老的磁性材料磁铁矿和磁石,类似于铁磁性,但比铁磁性弱。铁磁性材料和铁磁性材料之间的差异与它们的微观结构有关,如下所述。

顺磁性物质如铂、铝和氧对磁铁的吸引力很弱。这种效应比铁磁性材料的吸引力弱数十万倍,因此只能通过使用灵敏仪器或使用极强的永磁体来检测。磁性铁流体,虽然它们是由悬浮在液体中的微小铁磁性颗粒组成,但有时被认为是顺磁性的,因为它们不能被磁化。

抗磁意味着被两极排斥。与顺磁性和铁磁性物质相比,碳、铜、水和塑料等抗磁性物质被磁铁排斥得更弱。抗磁材料的磁导率小于真空的磁导率。所有不具有其他磁性的物质都是抗磁的;这包括大多数物质。虽然普通磁铁对抗磁物体的作用力太弱,感觉不到,但使用极强的超导磁铁,抗磁物体(如铅片甚至青蛙)可以悬浮起来,使其漂浮在半空中。超导体排斥来自其内部的磁场,具有很强的抗磁性。

还有各种其他类型的磁铁,如稀土磁铁、陶瓷磁铁、钐钴磁铁和钕磁铁。