磁學(xué)基礎(chǔ)知識

磁學(xué)基礎(chǔ)知識第一頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一

物質(zhì)的一種基本屬性，正像物質(zhì)具有質(zhì)量一樣，它的特征是：物質(zhì)在非均勻磁場中要受到磁力的作用。在具有梯度的磁場中，物質(zhì)受力的大小和方向反映著物質(zhì)磁性的特征。磁場：在場內(nèi)運動的電荷會受到作用力的物理場。電磁學(xué)給出的定義：(見胡有秋等電磁學(xué)p202)F：運動電荷q受到的力；q：電荷量；

v：電荷運動速度；

B稱作磁通密度或磁感應(yīng)強度，是表征磁場方向和大小的物理量。其單位是：特斯拉（T=N·A-1m-1=Wb·m-2）。1.1靜磁現(xiàn)象磁性：第二頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一磁性被定義為物質(zhì)在不均勻磁場中會受到磁力作用的一種屬性，顯然不能再定義磁場就是使物質(zhì)受到磁力作用的場，這樣相互定義是不科學(xué)的，因此磁場是由在場內(nèi)運動著的帶電粒子所受到的力來確定的，這種力稱作洛倫茲（Lorentz）力，它的作用是使帶電粒子的路徑發(fā)生彎曲，洛倫茲力的大小正比于電荷量q,電荷運動速度v和磁通密度B

的乘積，其方向則垂直于v和B所形成的平面,它和磁性物質(zhì)在不均勻磁場中受到的磁力相比，性質(zhì)上是完全不相同的，這就避免了又用磁性定義磁場所產(chǎn)生的問題。歷史上曾用磁荷受力來定義磁場，所以先有了磁場強度的定義，在確定用運動電荷受力確定磁場后，就只能選用磁通密度（磁感應(yīng)強度）來表述磁場了。第三頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一M：物質(zhì)的磁化強度；：真空磁導(dǎo)率：選用磁通密度（磁感應(yīng)強度）表述磁場時，磁場強度H

只是作為與磁場中任意點的磁通密度相聯(lián)系的一個輔助矢量而引入的。第四頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一沒有磁介質(zhì)存在（M=0）只有傳導(dǎo)電流產(chǎn)生的磁場時，表述磁場的兩個物理量之間才存在著簡單關(guān)系：磁場強度的單位是：空間總磁場是傳導(dǎo)電流和磁化電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度之矢量和。第五頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一磁性物質(zhì)在磁場中磁化，磁化強度M

和磁場強度H之間的關(guān)系是：該關(guān)系中，磁化強度和磁場強度是同量綱的，所以這里的磁化率是無量綱的，是一個純粹的數(shù)字，但應(yīng)注意到由于磁化強度定義為單位體積的磁矩，所以公式中的磁化率暗含著單位體積磁化率的意義。第六頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一在理論推導(dǎo)和測量中，常常使用另外兩種定義：質(zhì)量磁化率：d

是材料的密度（kg﹒m-3）克分子磁化率：n為每mol物質(zhì)的量在查閱文獻資料時要注意到幾種磁化率的不同使用。第七頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一

磁化率的正負和大小反映出物質(zhì)磁性的特征。粗略可以分為：（通常人們習(xí)慣說有磁物質(zhì)和無磁物質(zhì)是不科學(xué)的）強磁性物質(zhì)：>0，例：鐵，F(xiàn)e3O4弱磁性物質(zhì)：順磁性物質(zhì)：0<<<1，例：氧氣，鋁抗磁性物質(zhì)：<0，｜｜<<1，例：水，銅介質(zhì)方程：給出磁化狀態(tài)和磁場的關(guān)系物質(zhì)的磁化率可以是溫度或/和磁場的函數(shù)。第八頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一磁化強度M和磁極化強度J

：都是表述物質(zhì)磁化狀態(tài)的量。磁化強度M定義為物質(zhì)單位體積的磁矩：是一個面積為s

的電流為i

的環(huán)形電流的磁矩。單位是A﹒m2,因此磁化強度的單位是A﹒m-1,它和磁場強度

H的單位是一樣的。磁極化強度J

定義為物質(zhì)單位體積的磁偶極矩：jm

是一個長度為l,磁荷為±qm的磁偶極子，其單位是：Wb﹒m，因此磁極化強度的單位是：Wb﹒m-2(和磁感應(yīng)強度B單位T特斯拉一致)兩個物理量之間的關(guān)系為：

有些文獻中兩個量的名稱不加區(qū)別，但我們可以從它使用的單位中加以區(qū)分。第九頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一第十頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一第十一頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一第十二頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一有磁介質(zhì)時上述物理量之間的關(guān)系：

0稱作絕對磁導(dǎo)率，

=1+

稱作相對磁導(dǎo)率，是一個無量綱量，為簡便起見，也稱它為（介質(zhì)）磁導(dǎo)率。磁化率和磁導(dǎo)率以不同方式表述了材料對外磁場的響應(yīng)，反映了材料最重要的性質(zhì)。因為是兩個矢量之間的關(guān)系，所以一般情況下它們都是張量。第十三頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一第十四頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一在文獻中還常使用比磁化強度σ的概念：單位：A﹒m2﹒kg-1d是物質(zhì)的密度，σ實際是單位質(zhì)量物質(zhì)的磁矩矢量和。第十五頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一退磁場：有限幾何尺寸的磁體在外磁場中被磁化后，表面將產(chǎn)生磁極，從而使磁體內(nèi)部存在與磁化強度M方向相反的一種磁場，起減退磁化的作用，稱為退磁場Hd。

如果磁體還同時受到外磁場的作用，這時磁性體內(nèi)部的有效磁場為：

第十六頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一

Hd

的大小與磁體形狀及磁極強度有關(guān)。若磁體磁化是均勻的，則退磁場也是均勻的，可以表示為：N

稱作退磁因子，它的大小與M無關(guān)，只依賴于樣品的幾何形狀及所選取的坐標，一般情況下它是一個二階張量。第十七頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一

均勻磁化的磁性體中外磁場、退磁場、有效磁場三者關(guān)系示意圖HexMHd++++----第十八頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)橢球形狀樣品的磁化是均勻的，我們選取坐標系與橢球的主軸重合，則退磁場的三個分量可以表示為：如果磁性體不是橢球形狀，即使在均勻外場中，磁化也是不均勻的，這時退磁場的大小和方向隨位置而變，很難用退磁因子來表示。在CGS單位值中第十九頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一旋轉(zhuǎn)橢球的極限情況：第二十頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一顯然，磁性體在磁化過程中，也將受到自身退磁場的作用，產(chǎn)生退磁場能，它是在磁化強度逐步增加的過程中外界做功逐步積累起來的，單位體積內(nèi)對于均勻材料制成的橢球樣品，容易得出;N

是磁化方向的退磁因子。對于非球形樣品，沿不同方向磁化時退磁場能大小不同，這種由形狀造成的退磁場能隨磁化方向的變化，通常也稱形狀各向異性能。退磁能的存在是自發(fā)磁化后的強磁體出現(xiàn)磁疇的主要原因。第二十一頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一適用條件：磁體內(nèi)部均勻一致，磁化均勻。第二十二頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一退磁場對樣品磁性能的影響是明顯的：有退磁場是曲線傾斜

所有材料性能表給出的磁導(dǎo)率等數(shù)值都是針對有效磁場的數(shù)值，材料性能的實際測量中必須盡量克服退磁場的影響。第二十三頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一見<應(yīng)用磁學(xué)>p19環(huán)狀樣品退磁場為零第二十四頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一

磁極化強度為J的磁體，處在外磁場H

中,將受到一個力矩作用：該力矩的作用是使磁極化強度和外磁場同向。如果把磁體轉(zhuǎn)動，使J

和H的夾角θ增加，就要對磁體做功，因而磁體的能量增加。外磁場能第二十五頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一

假定磁性體在外力作用下使其夾角由θ0

到

θ，它所增加的磁勢能為：為方便使用，取為零點，于是磁性體在外磁場中，單位體積的能量為：外磁場能第二十六頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一H第二十七頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一1.2.材料的磁化一、磁化曲線表示磁場強度H與所感生的B或M之間的關(guān)系O點：H＝0、B＝0、M＝0，磁中性或原始退磁狀態(tài)OA段：近似線性，起始磁化階段AB段：較陡峭，表明急劇磁化H<Hm時，二曲線基本重合。H>Hm后，M逐漸趨于一定值MS（飽和磁化強度），而B則仍不斷增大(原因?)由B－H（M－H）曲線可求出μ或

χ

第二十八頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一磁化曲線是反映材料特性的基本曲線，從中可以得到標志材料的參量：飽和磁化強度Ms、起始磁化率a

和最大磁化率m。Ms可以理解為該溫度下的自發(fā)磁化強度M0抗磁性物質(zhì)磁化曲線順磁性物質(zhì)磁化曲線第二十九頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一從磁感應(yīng)強度——磁場曲線上得到：

起始磁導(dǎo)率

最大磁導(dǎo)率第三十頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一剩余磁化強度Mr，矯頑力Hc二.磁滯回線磁滯回線從飽和磁化狀態(tài)開始，再使磁化場減小，B或M不再沿原始曲線返回。當(dāng)H＝0時，仍有一定的剩磁Br或Mr。為使B（M）趨于零，需反向加一磁場，此時H=Hc稱為矯頑力。BHC：使B＝0的Hc。MHC：M＝0時的Hc（內(nèi)稟矯頑力）一般|BHC|<|MHC|第三十一頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一矯頑力Hc是表征材料在磁化后保持磁化狀態(tài)的能力。

H從正的最大到負的最大，再回到正的最大時，B—H或M—H形成一封閉的曲線——磁滯回線。（磁材的重要特性之一)

磁滯回線的第二象限為退磁曲線（依據(jù)此考察硬磁材料性能）,(BH)為磁能積，表征永磁材料中能量大小。(BH)max

是永磁的重要特性參數(shù)之一。第三十二頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一將退磁曲線上的對B作用，可得對B的關(guān)系曲線。磁化曲線與磁滯回線是磁性材料的重要特征，能反映許多磁特性，如：μ、

MS(Bs)、Mr(Br)、BHC(MHC)、(BH)max

等。第三十三頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一第三十四頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一第三十五頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一B-H回線和M-H回線。第三十六頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一不同的回線形狀反映了不同的磁性質(zhì)，有著不同的應(yīng)用。第三十七頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一

研究凝聚態(tài)物質(zhì)各種磁性表現(xiàn)的起因是磁性物理的主要任務(wù)，其中強磁性物質(zhì)在技術(shù)領(lǐng)域有著突出作用，所以影響強磁性物質(zhì)磁性的機理是我們課程最為關(guān)注的。1.3磁性和磁性材料的分類固體磁性原子、離子的磁矩（順、抗磁）晶體結(jié)構(gòu)和晶場類型（自旋、軌道貢獻）相鄰原子、電子間的相互作用（磁有序）第三十八頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一為了方便研究物質(zhì)磁性的起因，我們可以按其在磁場中的表現(xiàn)把物質(zhì)進行分類，例如依據(jù)磁化率的正負、大小及其與溫度的關(guān)系來進行分類，分類是否科學(xué)取決于是否反映了內(nèi)在磁性機理上的不同。隨著研究的深入，分類也在不斷完善和細化，到上個世紀70年代為止，在晶狀固體里，共發(fā)現(xiàn)了五種主要類型的磁結(jié)構(gòu)物質(zhì)，它們的形成機理和宏觀特征各不相同，對它們的成功解釋形成了今天的磁性物理學(xué)核心內(nèi)容。上世紀70年代以后，隨著非晶材料和納米材料的興起，又發(fā)現(xiàn)了一些新的磁性類型，對它們的研究尚在深化之中，課程只做初步介紹。一.物質(zhì)的磁性分類第三十九頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一

這是19世紀后半葉就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并研究的一類弱磁性。它的最基本特征是磁化率為負值且絕對值很小，<0，<<1

顯示抗磁質(zhì)在外磁場中產(chǎn)生的磁化強度與磁場反向，在不均勻的磁場中被推向磁場減小的方向，所以又稱逆磁性。典型抗磁性物質(zhì)的磁化率是常數(shù)，不隨溫度、磁場而變化。有少數(shù)的反常。深入研究發(fā)現(xiàn)，典型抗磁性是軌道電子在外磁場中受到電磁作用而產(chǎn)生的，因而所有物質(zhì)都具有的一定的抗磁性，但只是在構(gòu)成原子（離子）或分子的磁距為零，不存在其它磁性的物質(zhì)中，才會在外磁場中顯示出這種抗磁性。在外場中顯示抗磁性的物質(zhì)稱作抗磁性物質(zhì)。除了軌道電子的抗磁性外，傳導(dǎo)電子也具有一定的抗磁性，并造成反常。

1.抗磁性（Diamagnetism)第四十頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一

自然界中很多物質(zhì)都是抗磁性物質(zhì)：周期表中三分之一的元素、絕大多數(shù)的有機材料和生物材料都是抗磁性物質(zhì)。包括：稀有氣體：He,Ne.Ar,Kr,Xe

多數(shù)非金屬和少數(shù)金屬：Si,Ge,S,P,Cu,Ag,Au,

不含過渡族元素的離子晶體：NaCl,KBr,

不含過渡族元素的共價鍵化合物：H2,CO2,CH4

等幾乎所有的有機化合物和生物組織：水；反?？勾判晕镔|(zhì)：Bi,Ga,Zn,Pb,磁化率與磁場、溫度有關(guān)。廣義地說，超導(dǎo)體也是一種抗磁性物質(zhì)，=-1

，它的機理完全不同，不在我們討論之內(nèi)。第四十一頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一-1.9-7.2-19.4-28.0-43見姜書p25CGS單位制克分子磁化率它們的電子殼層都是滿殼層，所以原子磁矩為零。在CGS單位制下，抗磁磁化率的典型值是10-6cm3·mol-1。統(tǒng)一換成體積磁化率的數(shù)值，量級是10-6。換成SI單位制下應(yīng)乘以4π，量級在10-5。Kittel書數(shù)據(jù)（2002）

ρn0.20540.0971.5120.180.431.7739.950.853.0983.801.033.78131.31.24密度原子量體積磁化率

×10-6第四十二頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一見馮索夫斯基《現(xiàn)代磁學(xué)》(1953)p74一些抗磁性金屬在20℃時的克分子磁化率（CGS單位）：第四十三頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一這是19世紀后半葉就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并研究的另一類弱磁性。它的最基本特征是磁化率為正值且數(shù)值很小，0<<<1。順磁性物質(zhì)的磁化率是溫度的函數(shù)，服從居里定律或居里-外斯（Curie-Waiss)定律。C

稱作居里常數(shù)，Tp

稱作居里順磁溫度服從居里-外斯定律的物質(zhì)都是在某一個溫度之上才顯示順磁性，這個溫度之下，表現(xiàn)為其它性質(zhì)。典型順磁性物質(zhì)的基本特點是含有具有未滿殼層的原子（或離子），具有一定的磁矩，是無規(guī)分布的原子磁矩在外磁場中的取向產(chǎn)生了順磁性。此外，傳導(dǎo)電子也具有一定的順磁性。2.順磁性（Paramagnetism）第四十四頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一順磁性物質(zhì)也很多，常見的順磁性物質(zhì)：過渡族元素、稀土元素和錒系元素金屬：Mn,Cr,W,La,Nd,Pt,Pa,

含有以上元素的化合物：MnSO4,FeCl3,FeSO4,Gd2O3,

堿金屬和堿土金屬：Li,Na,K,Ru,Cs,Mg,Ca,Sr,Ba

包含有奇數(shù)個電子的原子或分子：

HCl,NO,有機化合物中的自由基少數(shù)含有偶數(shù)個電子的化合物：

O2,有機物中的雙自由基等

第四十五頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一這是人類最早發(fā)現(xiàn)并利用的強磁性，它的主要特征是：1.

>>0，磁化率數(shù)值很大，磁化率數(shù)值是溫度和磁場的函數(shù)；存在磁性轉(zhuǎn)變的特征溫度——居里溫度TC，溫度低于居里溫度時呈鐵磁性，高于居里溫度時表現(xiàn)為順磁性，其磁化率溫度關(guān)系服從居里-外斯定律。在居里溫度附近出現(xiàn)比熱等性質(zhì)的反常。磁化強度M和磁場H之間不是單值函數(shù)，存在磁滯效應(yīng)。構(gòu)成這類物質(zhì)的原子也有一定的磁矩，但宏觀表現(xiàn)卻完全不同于順磁性，解釋鐵磁性的成因已成為對人類智力的最大挑戰(zhàn)，雖然經(jīng)過近100年的努力已經(jīng)有了比較成功的理論，但仍有很多問題有待后人去解決。3.鐵磁性（Ferromagnetism)第四十六頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一表現(xiàn)為鐵磁性的元素物質(zhì)只有以下幾種：

一些過渡族元素和稀土元素金屬：

但以上面元素為主構(gòu)成的鐵磁性合金和化合物是很多的，它們構(gòu)成了磁性材料的主體，在技術(shù)上有著重要作用，例如：

Fe-Ni,Fe-Si,Fe-Co,AlNiCo,CrO2,EuO,GdCl3,室溫以上，只有4種元素是鐵磁性的。第四十七頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一見Kittel固體物理學(xué)8版p227，姜書p52也有此數(shù)據(jù)，稍有差別。第四十八頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一反鐵磁性是1936年首先由法國科學(xué)家Neel從理論上預(yù)言、1938年發(fā)現(xiàn)，1949年被中子實驗證實的，它的基本特征是存在一個磁性轉(zhuǎn)變溫度，在此點磁化率溫度關(guān)系出現(xiàn)峰值。4.反鐵磁性（Antiferromagnetism)弱磁！第四十九頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一（見應(yīng)用磁學(xué)P9）文獻中也常繪成磁化率倒數(shù)和溫度關(guān)系：鐵磁性低溫下表現(xiàn)為反鐵磁性的物質(zhì)，超過磁性轉(zhuǎn)變溫度（一般稱作Neel溫度）后變?yōu)轫槾判缘?，其磁化率溫度關(guān)系服從居里-外斯定律：注意與鐵磁性的區(qū)別！磁化率表現(xiàn)復(fù)雜TpTpTC第五十頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一反鐵磁物質(zhì)主要是一些過渡族元素的氧化物、鹵化物、硫化物，如：

FeO,MnO,NiO,CoO,Cr2O3,FeCl2,FeF2,MnF2,

FeS,MnS右圖是1938年測到的MnO磁化率溫度曲線，它是被發(fā)現(xiàn)的第一個反鐵磁物質(zhì)，轉(zhuǎn)變溫度122K。第五十一頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一該表取自Kittel書2005中文版p236，從中看出反鐵磁物質(zhì)的轉(zhuǎn)變溫度一般較低，只能在低溫下才觀察到反鐵磁性。Tp第五十二頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一人類最早發(fā)現(xiàn)和利用的強磁性物質(zhì)天然磁石Fe3O4就是亞鐵磁性物質(zhì)，上世紀30～40年代開始在此基礎(chǔ)上人工合成了一些具有亞鐵磁性的氧化物，但其宏觀磁性質(zhì)和鐵磁物質(zhì)相似，很長時間以來，人們并未意識到它的特殊性，1948年Neel在反鐵磁理論的基礎(chǔ)上創(chuàng)建了亞鐵磁性理論后，人們才認識到這類物質(zhì)的特殊性，在磁結(jié)構(gòu)的本質(zhì)上它和反鐵磁物質(zhì)相似，但宏觀表現(xiàn)上卻更接近于鐵磁物質(zhì)。對這類材料的研究和利用克服了金屬鐵磁材料電阻率低的缺點，極大地推動了磁性材料在高頻和微波領(lǐng)域中的應(yīng)用，成為今日磁性材料用于信息技術(shù)的主體。強磁！5.亞鐵磁性（Ferrimagnetism)第五十三頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一磁化率倒數(shù)和溫度關(guān)系飽和磁化強度溫度關(guān)系亞鐵磁物質(zhì)的磁化率和磁化強度一般比鐵磁物質(zhì)低，但其電阻率一般要高的多。鐵磁性和亞鐵磁性的宏觀區(qū)別第五十四頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一亞鐵磁物質(zhì)主要是一些人工合成的含過渡族元素和稀土元素的某些特定結(jié)構(gòu)的氧化物，例如：尖晶石結(jié)構(gòu)：Fe3O4,MnFe2O4,CoFe2O4石榴石結(jié)構(gòu)：A3Fe5O12,(A=Y,Sm,Gd,Dy,Ho,Er,Yb)磁鉛石結(jié)構(gòu)：BaFe12O19,PbFe12O19,SrFe12O19,鈣鈦礦結(jié)構(gòu)：LaFeO3,第五十五頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一五種主要磁性的原子磁距分布特點第五十六頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一

1.把晶體中的磁性歸為五類并分析出它們的起因是人類對物質(zhì)磁性認識的一次飛躍，1950年前后出版了第一批以解釋五種磁性起因為主的現(xiàn)代磁學(xué)理論專著，標志著磁學(xué)成為一個獨立完整的學(xué)科。它極大地推動了20世紀后半葉磁性材料的基礎(chǔ)研究和開發(fā)利用。50年后的今天，我們不但對上述五種磁性有了更深入的認識，而且發(fā)現(xiàn)了一些新的磁結(jié)構(gòu)。

2.嚴格說來上面的分類是針對物質(zhì)磁性質(zhì)進行的，同一物質(zhì)在不同的溫度區(qū)域可以呈現(xiàn)出不同的磁類型，而且與其晶體結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系：例如室溫附近的金屬鐵為鐵磁性，超過居里溫度（1040K）后變?yōu)轫槾判?，它受到高?.5×1010Pa的高壓時，其結(jié)構(gòu)從bcc變?yōu)閔cp,磁性變?yōu)榉氰F磁性。我們只可以說常溫常壓下鐵是鐵磁性物質(zhì)。

小結(jié)第五十七頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一上面幾種磁有序結(jié)構(gòu)，都是共線的，或平行，或反平行。20世紀70年代后，主要在稀土金屬和合金里發(fā)現(xiàn)了一些非共線結(jié)構(gòu)，在微粉和納米磁性材料里，在非晶材料里，也都發(fā)現(xiàn)了一些新的結(jié)構(gòu)類型，它們極大地豐富了我們對物質(zhì)磁性的認識。第五十八頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一

20世紀70年代后，隨著稀土元素的研究和觀測技術(shù)的提高，人們又在晶狀材料中發(fā)現(xiàn)了很多非共線的磁結(jié)構(gòu)，即在這些材料的不同原子層中的原子磁矩或在原子層平面內(nèi)、或在與原子平面成一定角度的錐面內(nèi)，以一定的旋轉(zhuǎn)角度做螺旋式排列（見下頁圖）產(chǎn)生平面螺旋磁性或錐面螺旋磁性，通稱螺旋型磁結(jié)構(gòu)。雖然在磁性結(jié)構(gòu)上，它和鐵磁性、反鐵磁性有所不同，但其宏觀表現(xiàn)上是相似的。例如：Gd：T<221K,是平面型簡單鐵磁性。

221K<T<228K，是平面型螺旋反鐵磁性。6.螺旋型磁結(jié)構(gòu)(Helimagnetism)第五十九頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一姜書p115第六十頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一當(dāng)鐵磁顆粒減小到臨界尺寸以下(1~10nm)，微粒的各向異性能遠小于熱運動能量，微粒的磁化矢量不再有確定的方向時，鐵磁粒子的行為類似于順磁性一樣。這些磁性顆粒系統(tǒng)的總磁性叫做超順磁性。普通順磁性是具有固有磁矩的原子或分子在外磁場中的取向，而超順磁性是均勻磁化的單疇粒子的原本無序取向的磁化矢量在外磁場中的取向。每個單疇粒子包含較大數(shù)目的原子所以有大得多的磁矩。7.超順磁性（Superparamagnetism）Superpara-:HighMS,noMR;Para-?第六十一頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一

這是在某些非晶材料中發(fā)現(xiàn)的一種磁結(jié)構(gòu)，由于非晶材料中原子磁矩間的間距有一定分布，從而使得原子磁矩不再有一致的排列，而是有了一定的分散排列，這種雖然分散但仍有序的磁矩排列稱作散磁性，按其基本趨向又可以細分為散鐵磁性、散反鐵磁性和散亞鐵磁性。8.散磁性第六十二頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一姜書p117第六十三頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一

在抗磁性基體中摻入磁性原子，隨濃度的逐漸增加,會出現(xiàn)各種磁性現(xiàn)象：近藤效應(yīng)自旋玻璃態(tài)混磁性不均勻鐵磁性9.其它第六十四頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一李國棟書p17第六十五頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一物質(zhì)磁性分類是一個復(fù)雜問題，存在著不同觀點

（見應(yīng)用磁學(xué)一書p11)這是一種弱磁場中顯示順磁性，超過某一磁場值后，顯示鐵磁性的材料。第六十六頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一見《應(yīng)用磁學(xué)》P9亞鐵磁性各種磁性的磁化曲線特征第六十七頁，共七十九頁，編輯于2023年，星期一Kittel《固體物理導(dǎo)論》一書對磁有序結(jié)構(gòu)的描述：