磁铁磨成粉还具有磁性吗?

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      换种说法,铁磁性物质(这里指常说的磁铁,永磁体)颗粒大小和磁性的关系。我们在No.66 Q5中曾从磁畴的角度提过磁化的本质。同一磁体中有许多磁畴,而磁畴间自发强度大小相同方向不同,磁化的过程就是在外磁场作用下,使不同磁畴内的原子磁矩向同一个方向排列,此时磁体就有了磁性。

磁化强度从一个方向翻转到另一个方向需要克服一个势垒(磁各向异性能),而这个势垒是和颗粒的体积(尺寸)成正比的。而对于每个孤立自旋,它会受到热扰动的影响。这两种能量相互竞争,在固定温度下,当它俩大小相近时,就达到了我们所谓的临界尺寸(类似的,也存在对应的特征温度)。此时热扰动足以影响磁化强度取向时,自旋会因为热激发,不断地随机振动,此时这种粉末不再表现出铁磁性,而是超顺磁性。即在没有外磁场下,不表现出磁性,而施加外场时,则类似顺磁性。超顺磁相比铁磁,其特点一是没有磁滞,意味着没有剩余磁化强度和矫顽力;二是如果以磁化强度为纵坐标,磁场强度和温度的比值为横坐标,这样的曲线永远是重叠的。

谢邀,我们所说的磁铁一般理解为永磁体,题主所问的磁性,理解为永磁体粉末还具有不具有永磁性能。永磁体粉末的磁性能具体与粉末的尺寸有关。

唯象地解释一下,从原子磁矩,到磁畴,再到宏观磁性是不同尺度的。在居里温度以下,外斯分子场使得原子磁矩定向排列,即自发磁化。原子磁矩定向排列又会增加静磁能。为了降低静磁能,就有了磁畴。在一个磁畴内,原子磁矩方向一致。但是不同的磁畴,磁矩方向不一样。一个未磁化的磁体由很多磁畴组成。每个磁畴中磁距方向不同,相互抵消,对外不显示磁性。当外磁场足够时,磁体被磁化,所有磁畴中磁矩方向相同,磁体对外就有了磁性。

把磁体研磨成粉末。粉末的尺寸很关键。

如果粉末尺寸大于单畴尺寸,一个磁性粉末颗粒还是由许多磁畴组成,和块体性质一样。只要将粉末磁化,粉末还是有永磁性。

如果粉末的尺寸小于一个单个磁畴的尺寸,那么一个粉末颗粒就是一个单畴。原子磁矩定向排列,不需要磁化就有永磁性。

如果颗粒尺寸继续小,小于热扰动与磁晶各项异性能相平衡的尺寸。那么颗粒的磁矩方向总是在变化,颗粒此时显示的是超顺磁性。没有永磁性。


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