1.2.3　元素的磁化率及磁性類型

——磁性材料中不可或缺的鐵、鈷、鎳及稀土元素

3d過渡金屬的磁性，由于3d不成對電子運動的回游性使軌道磁矩消失，而自旋磁矩起主導作用，但后面將要討論的稀土類金屬的磁性，一般以合金和化合物的形態顯示出鐵磁性。在這種情況下，處于4f軌道而受原子核束縛很強的內側不成對電子也起作用，從而軌道磁矩也會對磁性產生貢獻，并表現為各向異性能很強的鐵磁性。

常溫下稀土元素屬于順磁性物質（表現為磁力極小），低溫下，大多數稀土元素具有鐵磁性，尤其是中、重稀土的低溫鐵磁性更大，例如Gd、Tb、Dy、Ho、Er。

稀土與3d過渡金屬Fe、Co、Ni等可形成3d-4f二元系化合物，它們大多具有較強的鐵磁性，是稀土永磁材料的主要組成相，例如SmCo5、Sm2Co17。再加入第三個或更多的元素，則可形成三元和多元化合物，有的也具有鐵磁性，如Nd2Fe14B，是釹鐵硼的基礎相。Nd2Fe14B金屬間化合物的晶體結構如6.1.3節所示，為正方點陣，Fe集中配置的原子層面被含Nd和B的原子層面隔開，具有復雜的晶體結構。而沿c軸方向具有很強的磁晶各向異性。由于單軸各向異性很強，因此飽和磁化強度可達到很高的數值。而且，提高主相含有率及微細化，效果會更好。

元素的磁化率及磁性類型如圖1-15所示。

圖1-15　元素的磁化率及磁性類型

1—鐵磁性過渡金屬(FR)；2—鐵磁性過渡金屬(FR)過渡到反鐵磁性過渡金屬(AR)；

3—反鐵磁性過渡金屬(AR)