磁性材料

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?

  1. A矯頑力是只由磁晶異向性決定的物性值,幾乎不隨粒徑改變
  2. B粒子越小磁壁越少而越難反轉,因此矯頑力一路單調增大到奈米尺寸
  3. C在單磁區臨界粒徑附近最大,再縮小則成為超順磁性而趨近於0
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正確答案:C. 在單磁區臨界粒徑附近最大,再縮小則成為超順磁性而趨近於0

大粒子含有許多磁區,磁化反轉藉由即使在弱磁場也會移動的磁壁移動而發生,因此矯頑力小。粒子縮小後磁壁減少,小於臨界粒徑時成為沒有磁壁的單磁區粒子。要使單磁區粒子的磁化反轉,必須克服磁異向性而使整體磁化轉動,因此矯頑力在此附近達到最大。再縮小時,反轉的能障KV相對於熱能變小,磁化會因熱而自行反轉,成為超順磁性,矯頑力趨近於0。矯頑力不只取決於異向性,也強烈依賴粒徑與組織,因此並非固定,在小於臨界粒徑的範圍也不會持續增大。磁記錄媒體的粒子設計,就是在這個上限與下限之間進行。

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