什麼是磁壁

相鄰磁區的邊界,磁矩方向在其中逐漸轉動改變的過渡層。厚度由交換能與異向性能的平衡決定。

日文名稱: 磁壁

「磁壁」出現在2領域的4道練習題中(磁性材料, 電子、磁性與光學材料等)。

這個名詞所屬的領域: 磁性材料

練習磁壁的題目

對消磁狀態的鐵磁體施加外部磁場並逐漸增強時,磁化進行的機制,下列何者正確?

  1. A弱磁場下主要發生磁壁移動,強磁場下發生磁區內磁化的轉動而趨近飽和
  2. B一開始各原子的磁矩就以1個為單位獨立地轉向磁場方向
  3. C磁區細分而數目增加,使磁化進行
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正確答案:A. 弱磁場下主要發生磁壁移動,強磁場下發生磁區內磁化的轉動而趨近飽和

消磁狀態的鐵磁體內部分成許多磁化方向不同的磁區,整體而言磁化互相抵消。施加弱磁場時,作為磁區邊界的磁壁移動,使接近磁場方向的磁區擴大,磁化增加。再增強磁場時,殘留磁區內的磁化本身轉向磁場方向,趨近飽和磁化。在磁區內原子的磁矩已經排列一致,因此不是以1個為單位獨立轉動。也不是磁區數目增加,而是方向有利的磁區變大。磁壁越容易被夾雜物或晶界卡住而難以移動,矯頑力就越大。

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?

  1. A為了降低使相鄰原子磁矩平行排列之交換作用的能量
  2. B為了降低整體均勻磁化時表面出現的磁極所產生的靜磁能(退磁場能)
  3. C因為即使在居里溫度以下,熱振動也會使原子磁矩的方向變得雜亂
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正確答案:B. 為了降低整體均勻磁化時表面出現的磁極所產生的靜磁能(退磁場能)

整個晶體朝一個方向磁化時,表面會出現很大的磁極,在外部與內部產生磁場(內部為退磁場),具有很大的靜磁能。分成方向不同的磁區後,磁極互相抵消,這個能量便大幅下降。另一方面,在磁區邊界的磁壁中,磁矩逐漸改變方向,因此能量會增加交換能與異向性能的份量。實際磁區的大小由兩者的平衡決定。交換作用是使所有磁矩排列整齊的作用,分成磁區反而會使交換能增加。熱振動使磁矩方向雜亂,是居里溫度以上的順磁性狀態。

解析中的「磁壁」

出現「磁壁」的題目(4題)

  1. 對消磁狀態的鐵磁體施加外部磁場並逐漸增強時,磁化進行的機制,下列何者正確?
  2. 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?
  3. 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?
  4. 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?

相關名詞

磁區 飽和磁化 矯頑力 居里溫度 超順磁性 磁晶異向性 亞鐵磁性 最大能量積 渦電流損

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