磁譜
正文
在磁場很弱的情況下,磁性物質的起始磁導率μo或起始磁化率ⅹo)與磁場頻率f的關係稱為磁譜。在20世紀初,便開始了鐵磁物質的高頻磁性的研究,並提出了複數磁導率和磁譜的概念。隨著無線電電子科學技術的迅速發展,對磁性材料高頻特性的套用和研究日益增多,特別是鐵氧體材料的發展及其廣泛套用後,關於磁譜的研究和認識更加深入。附圖是鐵氧體等非金屬磁性材料的磁譜示意圖。 一般說來,物質的磁性與外加磁場頻率有密切關係,例如磁後效、磁弛豫、磁共振等。這些現象屬於廣義磁譜的範疇。通常所說的磁譜是指起始磁導率 μo與外加磁場頻率 f的關係。產生磁譜特性的機制因頻段不同而異,根據圖可以把磁譜分為三個區域:低頻區、高頻區和超高頻區。低頻區(<106赫)磁譜。非金屬磁性材料的磁導率實分量一般在這頻區變化不大(對於金屬磁性材料就有顯著的變化),虛分量μ″的數值也很小。如果強磁體尺寸與電磁場在其中的波長相近(其中μo、εo、μ、ε分別為真空和媒質中的磁導率和介電常數),則會在強磁體中產生駐波,因而產生尺寸共振。這是圖中曲線上有時在低頻處出現μ″吸收峰(1)和μ┡頻散(1)的原因。在設計低頻磁性器件時,必須避免磁芯的尺寸共振。
高頻區(約106~108赫)磁譜。磁導率實分量μ┡隨頻率上升而很快下降,虛分量μ″出現最大值。這一段磁譜的機制在一般情況下主要是疇壁共振和弛豫。
超高頻區(108~1010赫)磁譜。其特徵是磁導率 μ┡和μ″表現強烈頻散和吸收(曲線中 3)。產生這段磁譜的主要機制為內部退磁場或磁晶各向異性有效場(見磁各向異性)引起的自然共振。一般在頻率f>1010赫時,μ┡已趨近於1。
對於一些亞鐵磁性(見鐵氧體)和反鐵磁性材料,在頻率高於1011赫時,還可能由內部交換場引起自然交換共振的頻散和吸收。