磁性材料
以三選一題型確認反磁性、順磁性、鐵磁性、亞鐵磁性的差異，飽和磁化的計算，磁區與磁壁，單磁區粒子與超順磁性，軟磁材料的損失，以及永久磁鐵的矯頑力與最大能量積。
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磁性材料的重點
物質的磁性依原子磁矩的排列方式分類。磁矩藉由交換作用平行排列的鐵磁體，即使沒有外部磁場也具有自發磁化，但為了降低表面磁極所產生的靜磁能，會分成許多磁區。在磁化過程中，弱磁場下磁壁移動，強磁場下磁區內的磁化轉動。兩個次晶格的磁矩反平行而不互相抵消的亞鐵磁體（鐵氧體），是電阻高的氧化物。
就用途而言，變壓器與馬達的鐵芯使用矯頑力小、損失少的軟磁材料，馬達與發電機的場磁鐵則使用矯頑力大、最大能量積大的硬磁材料（永久磁鐵）。軟磁材料要使磁晶異向性與磁致伸縮變小，並以薄板化與提高電阻率來抑制渦電流損。永久磁鐵則以強的單軸磁晶異向性提高矯頑力。粒子縮小後成為單磁區，更小則成為超順磁性。
磁性材料的題目列表（15題）
- 磁化率χ為負值、其大小約為10⁻⁵而極小的物質，其磁性為下列何者？
- 下列關於磁鐵礦（Fe₃O₄）等鐵氧體所呈現之亞鐵磁性的敘述，何者正確？
- 設鐵（BCC，晶格常數0.2866 nm）每個原子的磁矩為2.22 µB。所有磁矩都排列整齊之0 K下的飽和磁化Ms最接近下列何者？波耳磁元取 µB = 9.27×10⁻²⁴ A·m²。
- 磁鐵礦 Fe₃O₄ 為反尖晶石型，A位置（四面體位置）有1個Fe³⁺，B位置（八面體位置）有Fe³⁺與Fe²⁺各1個，A位置與B位置的磁矩反平行排列。設Fe³⁺為5 µB、Fe²⁺為4 µB，且只有自旋有貢獻，則每個化學式 Fe₃O₄ 的磁矩為下列何者？
- 鐵磁體即使沒有外部磁場也會分成許多磁區，其主要原因為下列何者？
- 將鐵磁體的粒子從數µm逐漸縮小到nm大小時，粒子矯頑力的變化何者正確？
- 設體積V之單磁區粒子的磁化因熱而反轉時的能障為KV（K為磁異向性常數），若量測時間約為100 s，則 KV = 25kT 是成為超順磁性之分界的參考。取 K = 1.1×10⁴ J/m³、溫度300 K、波茲曼常數 k = 1.38×10⁻²³ J/K，成為超順磁性之球形粒子直徑的上限最接近下列何者？
- Fe-約78%Ni的高導磁合金（坡莫合金）呈現極高磁導率的主要原因為下列何者？
- 用於變壓器鐵芯的方向性電磁鋼片（Fe-約3%Si），沿軋延方向磁化時損失特別小且磁導率高，其原因何者正確？
- 設電磁鋼片的渦電流損與板厚t、頻率f、最大磁通密度Bm的 t²f²Bm² 成正比（電阻率相同）。在相同頻率與磁通密度下，將板厚從0.50 mm減薄到0.35 mm，渦電流損約變為原來的幾倍？
- 對電阻率4.8×10⁻⁷ Ω·m、相對磁導率5000的電磁鋼片施加50 Hz的交流磁場。集膚深度 δ = √(2ρ/(ωµ)) 最接近下列何者？取 ω = 2πf、µ = µᵣµ₀、µ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m。
- 在永久磁鐵的退磁曲線上，設使磁通密度B為0之反向磁場的大小為矯頑力 HcB，使磁化M為0之反向磁場的大小為本質矯頑力 HcJ。由 B = µ₀(H + M) 的關係，兩者的大小關係何者正確？
- 退磁曲線為 B = Br + µ₀H 之直線（HcJ 足夠大）的理想永久磁鐵，殘留磁通密度 Br = 1.40 T 時，最大能量積 (BH)max 最接近下列何者？取 µ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m。
- 以 Nd₂Fe₁₄B 為主相的釹磁鐵能具有大矯頑力，就物質而言的主要原因為下列何者？
- 在電動車馬達等高溫下使用的釹磁鐵中添加Dy或Tb，其主要目的為下列何者？