磁滞现象

当外部磁场应用于铁等铁磁体并且原子偶极子与其对齐时，就会发生磁滞现象。 即使移除磁场，也会保留部分排列：材料已被磁化。

一旦磁化，磁铁将无限期地保持磁化状态。 要使其消磁，需要热量或相反方向的磁场。这是在硬盘驱动器中提供内存元素的作用。

在这种材料中，场强 H 和磁化强度 M 之间的关系不是线性的。 如果磁体退磁 (H = M = 0) 并且绘制 H 和 M 之间的关系以增加场强水平，则 M 遵循初始磁化曲线。 该曲线首先快速增加，然后接近称为磁饱和的渐近线。 如果磁场现在单调减少，则 M 遵循不同的曲线。 在零场强下，磁化从原点偏移一个称为剩磁的量。 如果针对所有外加磁场强度绘制 H-M 关系，则结果是称为主环路的磁滞环路。 中间部分沿H轴的宽度是材料矫顽力的两倍。

仔细观察磁化曲线通常会发现一系列小的、随机的磁化跳跃，称为巴克豪森跳跃。 这种效应是由于位错等晶体学缺陷造成的。

磁滞现象环路并不仅限于具有铁磁有序的材料。 其他磁性排序，如自旋玻璃排序，也表现出这种现象。

铁磁材料中的滞后现象是两种效应的结果：磁化旋转和磁畴大小或数量的变化。 一般来说，磁铁的磁化强度会发生变化（方向而非幅度），但在足够小的磁铁中则不会。 在这些单畴磁体中，磁化通过旋转响应磁场。 单畴磁铁用于需要强而稳定的磁化的地方（例如，磁记录）。

较大的磁体被分成称为磁畴的区域。 在每个域内，磁化强度不变； 但是畴之间是相对较薄的畴壁，其中磁化方向从一个畴的方向旋转到另一个畴的方向。 如果磁场发生变化，墙壁就会移动，从而改变磁畴的相对大小。 因为磁畴的磁化方向不同，单位体积的磁矩比单畴磁体小； 但是畴壁只涉及一小部分磁化的旋转，因此改变磁矩要容易得多。 磁化强度也可以通过增加或减少磁畴（称为成核和去核）来改变。

磁滞现象可以用多种方式来表征。 通常，将磁性材料放置在由电磁铁感应的变化施加的 H 场中，并测量产生的磁通密度（B 场），通常通过在样品附近的拾波线圈上引入的感应电动势来测量。 这产生了特征 B-H 曲线； 因为磁滞表示磁性材料的记忆效应，所以 B-H 曲线的形状取决于 H 的变化历史。

或者，滞后可以绘制为磁化 M 代替 B，给出 M-H 曲线。 这两条曲线直接相关，因为 B = μ 0 ( H + M ) {\displaystyle B=\mu _{0}(H+M)} 。

根据磁性材料在磁路中的放置方式，测量可以是闭路或开路。

• 在开路测量技术（例如振动样品磁力计）中，样品悬浮在电磁铁两极之间的自由空间中。 因此，产生退磁场，磁性材料内部的H场与外加H不同。校正退磁效应后可得到正常的B-H曲线。
• 在闭路测量（例如磁滞图）中，样品的平面直接压在电磁铁的两极上。 由于极面具有高磁导率，这消除了退磁场，因此内部 H 场等于外加 H 场。

对于硬磁材料（如烧结钕磁体），磁化反转的详细微观过程取决于磁体是处于开路还是闭路配置，因为磁体周围的磁性介质会影响磁畴之间的相互作用 无法通过简单的退磁因子完全捕获的方式。

最著名的滞后经验模型是 Preisach 和 Jiles-Atherton 模型。 这些模型允许对磁滞回线进行精确建模。