2.2.3　決定磁疇結構的能量類型之三

——磁晶各向異性能

單晶體中原子排列的各向異性往往會導致其許多物理和化學性能具有各向異性，磁性為其中一種。單晶體沿不同晶軸方向上磁化所測得的磁化曲線和磁化到飽和的難易程度不同。即，在某些晶軸方向的晶體容易磁化，而沿某些晶軸方向不容易磁化，這種現象稱為磁晶各向異性。

通常最容易磁化的晶軸方向稱為易磁化方向，所在的軸稱為易磁化軸；最難磁化的是難磁化方向和難磁化軸。在三種鐵磁體元素中Fe為立方體（bbc）結構(圖2-9），其〈100〉的3個軸為易磁化軸，〈111〉的4個軸為難磁化軸（如圖2-10所示）；Ni為面心立方（fcc）結構，其中〈111〉的4個軸為易磁化軸，其〈100〉的3個軸為難磁化軸；Co為密排六方（hcp）結構，其[0001]為易磁化軸，其〈1120〉的3個軸為難磁化軸。

圖2-9　鐵(bcc)中的磁晶各向異性能（鐵在<100>方向比在<III>方向更易被磁化）

圖2-10　Fe的晶體結構及易磁化軸和難磁化軸

對于鐵磁性單晶體來說，未加外部磁場時，其自發磁化方向與其易磁化軸方向一致，要使自發磁化方向從易磁化軸方向向其他方向旋轉，必須要施加外部磁場，即需要能量。或者說晶體在磁化過程中沿不同晶軸方向所增加的自由能不同，通常沿易磁化軸方向最小，沿難磁化軸方向最大。我們稱這種與磁化方向有關的自由能為磁晶各向異性能。

若僅從磁晶各向異性能角度看，其小，對作為軟磁材料有利，其大,對作為硬磁材料有利。取決于晶體結構，不同晶體學方向的磁晶各向異性的差異是不同的。體心立方的差異最小，因此純鐵多作為軟磁材料使用；密排六方的差異最大，因此鈷多作為硬磁材料使用。