3.1.1 永磁體磁化原理

永磁體從無磁性狀態開始，受到一個從零起單調遞增的磁化磁場的作用，磁感應強度隨磁場強度變化的曲線稱為磁化曲線，如圖3-1所示。

磁化曲線是表征永磁體特性的曲線。曲線的形狀與永磁體的材料成分、加工方法、熱處理方式、切割方向等因素有關。

如圖3-1所示，當外加磁化磁場H=0時，磁感應強度B=0，永磁體處于磁中性狀態，其內部各個磁疇的自發磁化強度是雜亂取向的。當H從0開始增加時，B隨著H的增加而增加，磁化可以分為4個階段。

第1階段（曲線Oa）。磁場強度H取值為O～Ha范圍內的任意值時，若將H減小到0，則B會按照原來的曲線（即aO曲線）返回到原點（O點），這段的磁化過程稱為可逆磁化過程。

圖3-1 永磁體磁化曲線

第2階段（曲線ab），其斜率快速增大。當外加的磁化磁場超過Ha后，如果將H減小，則B與H的關系不會沿著原來的曲線（ba）返回出發點，這個階段的磁化過程是不可逆的。從永磁體內部的磁疇變化來看，以上兩個階段的磁化過程是疇壁位移的磁化過程。在這一磁化過程中，相鄰的兩個自發磁化強度取向不同的磁疇處在外磁場中時，其中自發磁化強度取向與外磁場較為接近的一個在能量上是有利的，而取向相反的磁疇在能量上是不利的。因此，在外加磁化磁場的作用下，使得前一個磁疇的體積不斷擴大，而后一個磁疇的體積不斷減小。這兩個磁疇體積大小的相對變化，是通過磁疇壁的位移運動來實現的，所以稱為疇壁位移的磁化過程。第1階段叫做疇壁位移的可逆部分，第2階段叫做疇壁位移的不可逆部分。

第3階段（曲線bc），該階段斜率要比第2階段小。在一般情況下，當疇壁位移磁化后，整個磁體的自發磁化強度大致上建立了同一方向的取向，接著為了使磁化進一步增強，永磁體中自發磁化強度就由原來的方向轉向外磁場方向，這一過程通常稱為旋轉磁化過程或疇轉過程。疇壁位移過程需要的外加磁化磁場較小，而要使磁疇轉動過程發生，則需要較大的外加磁化磁場。

第4階段（c點以上的曲線），曲線的斜率再次降低，B-H關系曲線成為一條直線。事實上，這種情況只有當磁化磁場增加到十分大時才會出現。這一階段稱為技術磁化飽和階段。所謂磁化飽和，就是指永磁體在受到足夠強的外加磁場的作用下，磁感應強度不再隨著磁化磁場H的增加而增加，永磁體內所有磁矩全部轉向外加磁化磁場的方向。至此，永磁體磁化至飽和，這時的磁場強度稱為飽和磁化磁場強度，用Hs表示，對應的磁感應強度稱為飽和磁感應強度，用Bs表示。