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剩磁是是指全國科學技術名詞審定委員會公布的科技名詞。

漢字是民族靈魂的紐帶,在異國他鄉謀生,漢字[1]便是一種寄託,哪怕是一塊牌匾、一紙小條,上面的方塊字會像磁鐵般地吸引着你,讓你感受到來自祖國的親切。因為那中國人的情思已經濃縮為那最簡單的橫豎撇捺[2]

名詞解釋

剩磁(Remanence)符號為Br,是指磁體經磁化至飽和以後,撤去外磁場,在原來外磁場方向上仍能保持一定的磁化強度。剩磁的極限值為飽和磁化強度。永磁材料的剩磁主要受材料中各個晶粒取向和磁疇結構的影響

用剩磁可以量測磁化的程度,當磁鐵被磁化後,就有剩磁。磁儲存設備就是利用剩磁來記錄資料,在古地磁學研究地球磁場時,剩磁也可以提供許多的資訊。

在磁鐵以外的工程應用時,剩磁也會稱為剩餘磁化(residual magnetization)。像變壓器、馬達及發電機及電磁鋼一般不希望有太大的剩磁,因為剩磁會帶來不想要的結果,例如電磁鐵若有剩磁,在線圈不導通時仍然會有磁性。剩磁可以利用退磁的方式去除。

剩磁在國際單位制的單位為特斯拉(T),CGS高斯單位制下的單位為高斯(G),1T = 10000G。

剩磁的分類

飽和剩磁

剩磁的定義是在施加磁場後(需大到可以產生磁飽和)後將磁場移除,剩留的磁化強度。可以用像振動樣品磁強計之類的設備量測磁滯曲線,磁場為0的點即為剩磁。在物理上剩磁會轉換為平均的磁化強度(磁矩除以總體積),用Mr來表示。若需要和其他的剩磁區分,這種剩磁會稱為飽和剩磁(saturation remanence)或飽和等溫剩磁(saturation isothermal remanence,SIRM),符號為Mrs。

在工程應用中會用B-H分析儀量測剩磁,B-H分析儀是量測在交流磁場下的響應。剩磁是永久磁鐵最重要的特性,表示永久磁鐵可以產生的最大磁化強度。例如釹磁鐵的剩磁約有1.3特斯拉。

等溫剩磁

一個剩磁的數據多半無法完全表示磁鐵的特性。例如磁帶中有許多的小磁粒子(參見磁儲存),這些粒子不完全相同。岩石中的磁石也有不同的磁特性(參見岩石磁性)。要進一步的了解其特性,可以將剩磁增加或減少一些,一種方式是先用交流磁場將磁鐵退磁,再施加磁場H後再移除。這種剩磁用Mr(H)表示,和磁場大小有關,稱初始剩磁(initial remanence)或等溫剩磁(isothermal remanent magnetization,簡稱IRM)。

另一種等溫剩磁的量測方式是先將磁鐵在一方向磁飽和,再在反方向加磁場再移除。這稱為退磁剩磁(demagnetization remanence,DC demagnetization remanence),以Md(H)表示,其中H為磁場的大小。另一種方式是將磁飽和的磁鐵在交流磁場中退磁,稱為交流退磁剩磁(AC demagnetization remanence, alternating field demagnetization remanenc),用符號Maf(H)表示。

若其中的粒子是不互相影響的單磁域粒子,且有單軸各向異性,上述的剩磁之間會有簡單的線性關係。

非磁滯剩磁

另一種實驗室常見的剩磁是非磁滯剩磁(anhysteretic remanent magnetization, ARM),是將磁鐵放在一個大的交流磁場中再加一個小的直流磁場。交流磁場的大小慢慢減小,最後降到零,可以得到非磁滯磁化密度(anhysteretic magnetization),再將磁場移除即得到剩磁。非磁滯剩磁的曲線多半接近磁滯曲線兩側的平均值,且在一些模型中假設可以代表特定磁場的最低能量狀態。非磁滯剩磁也類似一些磁記錄技術下的寫入過程,以及岩石中的自然剩磁。

參考文獻