2.2.4　決定磁疇結構的能量類型之四

——磁致伸縮能

鐵磁性物質在外磁場作用下，其尺寸伸長（或縮短），去掉外磁場后，其又恢復原來的長度，這種現象稱為磁致伸縮現象（或效應）。磁致伸縮效應可用磁致伸縮系數（或應變）λ來描述，λ=（lH-l0）/ l0，式中，l0為原來的長度;lH為物質在外磁場作用下伸長（或縮短）后的長度。一般鐵磁性物質的λ很小，約為百萬分之一，通常用×10-6代表。例如金屬鎳（Ni）的λ約40×10-6，如圖2-11所示。

圖2-11　鐵、鈷、鎳鐵磁性元件的磁致伸縮特性

　　

磁致伸縮是以分數表示的相對伸長（或相對收縮），圖中它是微米每米為單位表示的

發生磁致伸縮的原因是磁性離子之間的相互作用能隨磁性離子的間距及磁矩的取向而變化，于是當磁矩取向改變時，磁性離子的間距將發生變化，以調整其磁相互作用能，使整個系統的能量回到極小值。在技術磁化過程中，磁疇結構改變并趨向同一方向時，便能觀察到磁致伸縮的宏觀效應。

圖2-12表示鐵、鈷、鎳鐵磁性元件的磁致伸縮特性；圖2-12表示立方磁性材料的磁致伸縮情況，在不同晶向上，無論磁致伸縮是負的(a)還是正的（b），都會將磁性材料的磁疇壁拉開距離，而較小的磁疇尺寸結構(c）可降低磁致伸縮應力。

圖2-12　立方磁性材料的磁致伸縮

利用磁致伸縮效應，人們研發了一系列磁致伸縮材料，主要有磁致伸縮合金、鐵氧體磁致伸縮材料和稀土金屬間化合物磁致伸縮材料。