磁鐵磨成粉還具有磁性嗎?

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      換種說法,鐵磁性物質(這里指常說的磁鐵,永磁體)顆粒大小和磁性的關系。我們在No.66 Q5中曾從磁疇的角度提過磁化的本質。同一磁體中有許多磁疇,而磁疇間自發強度大小相同方向不同,磁化的過程就是在外磁場作用下,使不同磁疇內的原子磁矩向同一個方向排列,此時磁體就有了磁性。

磁化強度從一個方向翻轉到另一個方向需要克服一個勢壘(磁各向異性能),而這個勢壘是和顆粒的體積(尺寸)成正比的。而對于每個孤立自旋,它會受到熱擾動的影響。這兩種能量相互競爭,在固定溫度下,當它倆大小相近時,就達到了我們所謂的臨界尺寸(類似的,也存在對應的特征溫度)。此時熱擾動足以影響磁化強度取向時,自旋會因為熱激發,不斷地隨機振動,此時這種粉末不再表現出鐵磁性,而是超順磁性。即在沒有外磁場下,不表現出磁性,而施加外場時,則類似順磁性。超順磁相比鐵磁,其特點一是沒有磁滯,意味著沒有剩余磁化強度和矯頑力;二是如果以磁化強度為縱坐標,磁場強度和溫度的比值為橫坐標,這樣的曲線永遠是重疊的。

謝邀,我們所說的磁鐵一般理解為永磁體,題主所問的磁性,理解為永磁體粉末還具有不具有永磁性能。永磁體粉末的磁性能具體與粉末的尺寸有關。

唯象地解釋一下,從原子磁矩,到磁疇,再到宏觀磁性是不同尺度的。在居里溫度以下,外斯分子場使得原子磁矩定向排列,即自發磁化。原子磁矩定向排列又會增加靜磁能。為了降低靜磁能,就有了磁疇。在一個磁疇內,原子磁矩方向一致。但是不同的磁疇,磁矩方向不一樣。一個未磁化的磁體由很多磁疇組成。每個磁疇中磁距方向不同,相互抵消,對外不顯示磁性。當外磁場足夠時,磁體被磁化,所有磁疇中磁矩方向相同,磁體對外就有了磁性。

把磁體研磨成粉末。粉末的尺寸很關鍵。

如果粉末尺寸大于單疇尺寸,一個磁性粉末顆粒還是由許多磁疇組成,和塊體性質一樣。只要將粉末磁化,粉末還是有永磁性。

如果粉末的尺寸小于一個單個磁疇的尺寸,那么一個粉末顆粒就是一個單疇。原子磁矩定向排列,不需要磁化就有永磁性。

如果顆粒尺寸繼續小,小于熱擾動與磁晶各項異性能相平衡的尺寸。那么顆粒的磁矩方向總是在變化,顆粒此時顯示的是超順磁性。沒有永磁性。


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