簡介
鐵磁學是研究物質的鐵磁性和亞鐵磁性的原子（分子）的剩餘自鏇，它們間的相互作用，自發磁化強度的來源；這些鐵磁和亞鐵物質在磁場下的相應反應的物理學科。
分類
它主要分成二大部份：1.鐵磁和亞鐵磁物質的自發磁化；2.鐵磁和亞鐵磁物質的磁化和反磁化過程。
1. 鐵磁和亞鐵磁物質的自發磁化。物質的鐵磁性（包括亞鐵磁性，下同）的主要特性有三點：（1）它有自發磁化強度；（2）有居里溫度；在此溫度之上，物質為順磁性。（3）外磁場去後，有剩磁和磁滯現象。根據鐵磁性的特點，外斯於1907年提出二個假設，發展了鐵磁的自發磁化唯象理論，解析鐵磁物質的性能。外斯提出的二個假設為：（1）鐵磁物質原子的剩餘自鏇受到其內部分子場的作用而產生自發磁化強度；（2）在原始的退磁狀態下，鐵磁體分列成許多磁化強度方向混亂取向的小磁區，稱為磁疇。故整體的磁化強度為零。1）外斯的鐵磁自發磁化唯象理論：外斯從他的第一個假設，設鐵磁原子自鏇受到物質內分子場H1=cM的作用。在外加磁場H0作用時，總磁場H=H0 +cM。設原子的總角動量數為J，按照朗之萬的順磁理論，可得鐵磁物質在總磁場H作用下的磁化強度為M=NJguB（x）（1）這裡B（x）為布里淵函式，N為單位體積內的原子數，g為光譜裂距因子，u為單個原子具有的磁矩。x=gu（H0 +cM）J/kT （2）這裡 k為玻爾茲曼常數，T為絕對溫度。在T<Tc時，解出（1）和（2）聯立方程。就可求出對應於外場H0的磁化強度：在外磁場H0=0時，即得鐵磁體的自發磁化強度。（1）和（2）式不易直接解，而用圖解。得出的結果有：（1）自發磁化強度隨溫度的變化M（T）；（2）居里溫度Tc＝Ng2uJ（J＋1）c／3k； 由此可以看出，Tc與N，u和c成正比。（3）當溫度高於Tc時，物質變為順磁性，它的磁化率隨溫度的變化服從居里定律。（5）居里溫度Tc＝常數乘c。即物質受分子場作用的係數越大，居里溫度越高。如選J＝1／2，則M（T）的結果和鐵，鎳和鈷的實驗結果相符得很好。上面的結果說明，外斯假設鐵磁體的原子自鏇受到其內部分子場的作用，原子的自鏇就可以相互平行，並出現自發磁化強度；具有居里溫度等鐵磁性的特性。但沒有說明分子場的來源和性質。後來，量子力學證明這分子場是由於自鏇間稱交換作用所產生。如果二個電子自鏇交換積分為正值，則自鏇平行是能量最小。這種物質則具有鐵磁性。如果為負。則反平行能量最小，當物質內二種次晶格的磁化強度不同時，二種次晶格的磁化強度對消後還有剩餘磁化強度，這種物質則具有亞鐵磁性。2）自鏇波理論：鐵磁體內有相互作用的自鏇體系，由於各種激發作用而引起的集體運動，稱為自鏇波。在低溫下，少數自鏇受熱激發而以波的形式傳播到整個鐵磁體，用此方法計算低溫下鐵磁體的自發磁化強度隨溫度的變化，稱為自鏇波理論。在不考慮自鏇波之間相互作用時，理論的結果得出：Ms=Ms(0)(1-cT（2/3) ) 。這公式已為許多實驗所證實。並成為確定交換積分的主要實驗方法之一。3）在氧化物的鐵磁物質情況下，套用自鏇的局域理論是比較成功的，但在金屬中，有些自鏇並非完全局域化，此時就要用自由電子的能帶理論來說明一些鐵磁性。
2.鐵磁物質的磁化和反磁化過程。
外斯對鐵磁物質的第二個假設是：從居理溫度以上冷下的鐵磁物質，為了減小能量，它的內部要分裂成許多磁疇；在疇內磁化向量的方向一致，但這些疇的磁化向量的方向彼此之間是混亂指向，因而，鐵磁體整體的磁化強度為零。1）鐵磁物質的磁化過程。鐵磁物質的磁化過程是指外磁場把它從原始的退磁狀態磁化到飽和的過程。在此過程中，鐵磁體要從磁場得到能量去越過許多能量的勢壘才能達到飽和磁化的狀態。在此過程中，如果遇到的能量勢壘又多又高，則這種材料的磁滯大，難磁化，這種就是硬（永）磁材料。在磁化的過程中遇到的要克服的能量勢壘又少又低，這類材料的磁滯就小，屬於軟材料。這二類磁性材料在磁化過程中所遇到要克服的能量勢壘不同，因而它們的磁化過程也有所不同。（1）永磁材料的磁化過程永磁材料的內部主要由形狀各向異性或單軸晶體各向異性的單疇所組成。因而這類永磁的磁化過程是單疇顆粒磁化向量的轉動和反轉過程。（2）軟磁材料的磁化過程。軟磁材料是晶體各向異性小，磁致伸縮係數小，晶體結構完整的材料。在磁化的初始階段，以磁疇的磁化向量接近磁場方向的磁疇用疇壁移動而擴大其體積為主，這種稱為疇壁的位移過程。當磁場達到中等程度時，除疇壁位移外，部份疇內的磁化向量也開始轉動，到了磁性材料接近飽和磁化時，則鐵磁體以疇內磁化向量轉到磁場方向磁化為主。2）鐵磁物質的反磁化過程當鐵磁材料磁化飽和後，其內部的各個磁疇或全部單疇顆粒的磁化強度都克服了它們所遇到的最大能量勢壘而達到與磁場方向一致的位置。此時如去掉外磁場。則硬磁和軟磁所出現的剩磁狀態各不同。分別討論如下：（1）硬磁物質的反磁化過程硬磁經飽和磁化後的剩磁狀態；體內所有單疇顆粒的磁化強度的方向都停留在與原磁化磁場方向最近的易磁化方向上，因此，硬磁材料的剩磁都較大。故硬磁的反磁化過程，就是如何把剩磁狀態，所有單疇顆粒的磁化強度大部都沿原來磁化磁場方向接近的易向取向的狀態，反磁化到混亂取向的狀態。很明顯，這只能由硬磁材料內每個單疇顆粒的轉動過程來實現。故硬磁材料的矯頑力都較高。（2）軟磁材料的反磁化過程軟磁材料的剩磁狀態是：由於體內的不均勻性；出現局部的磁疇，故剩磁和磁滯都較低。而它的反磁化過程是由疇壁位移來實現的。故它的矯頑力低，磁滯也小。3.各向同性鐵磁物質在交變電磁場作用下的電磁性質。4.磁化強度的一致進動，非一致進動和鐵磁共振等。
