基本磁性(intrinsical magnetic property)  

只与物质的元素成分和原子组态的结构有关而与磁化状态无关的磁特性和磁效应，又称内禀磁性。物质的磁性来源是物质中带电粒子的运动形成了物质的原磁矩(电子自旋磁矩，电子轨道磁矩等)，当这些原磁矩的取向为有序时便形成了物质的磁性。基本磁性是物质在外场作用下呈现固有磁矩的特征，只与物质的成分和原子结构有关，而与内部缺陷、应力、夹杂物、磁体形状、磁化场强弱、磁化方式等结构灵敏特征无关。

简史   物质的磁性最早是公元前人们对天然磁铁矿呈现的宏观磁性的感性认识。19世纪后期至20世纪初，法拉第磁秤法对物质磁化率和磁矩的测定、居里定律、居里．外斯定律对磁性属性的分类认识以及30年代对铁磁性本质的量子力学交换作用的理论阐述，使人们对基本磁性知识有了较为深刻的认识。50年代发展的局域电子模型理论和巡游电子模型理论，对亚铁磁性物质和稀土金属及其合金的磁性作出了成功的解释。

分类   基本磁性主要有抗磁性、顺磁性、铁磁性、亚铁磁性、反铁磁性和螺旋磁性。

(1)抗磁性。某些物质在外磁场作用下，物质中运动着的电子受电磁感应作用产生与外场方向相反的磁矩，所以得到负磁化率值。抗磁性来源于电子轨道绕外磁场方向的拉摩进动，从而得到了附加的负方向的磁矩。所有的惰性气体元素，铜、锌、银、汞及大量的有机化合物，磁化率х为负值，约为10^-6，且基本与温度无关。铋、镓、锑、石墨及γ相的铜锌合金等，х为负值，约为10^-4。其中铋的х为磁场H的周期函数，并与温度有关，称反常抗磁性。

(2)顺磁性。某些物质的分子或原子具有稳定的固有磁矩，当外磁场为零时，由于热运动的作用，磁矩呈无规则分布。当加上外磁场时，磁矩有沿磁场方向取向的趋势，从而可能出现弱的磁性。顺磁性来源于原子、分子或离子中电子的自旋与轨道运动，具有不为零的合磁矩，它们距离较远而无近邻交换作用，在外磁场作用下，产生克服热运动影响的平衡作用，得到沿外场方向排列的磁矩。其磁化率х为正值，约为10^-3～10^-6部分锂族的碱金属，具有泡利顺磁性，х值低，几乎与温度无关。

(3)铁磁性。物质内部由于近邻原子或离子的相互作用(电子问的交换作用)，使原子磁矩按同一方向排列，即产生自发磁化的特性。根据量子力学理论，物质内部相邻原子的电子之间有一种来源于静电的交换作用，它迫使各原子的磁矩平行或反平行排列。在铁磁物质内，这种作用的效果类似一个很强的磁场作用在各个原子磁矩上，使各个原子磁矩按同一方向排列，形成自发磁化。这个强磁场就是1907年法国人外斯(P．Weiss)提出的假说——分子场，它高达79.6×10³kA／m。这种自发磁化又局限在一个个小区域中，被称为磁畴。各磁畴内自发磁化方向又不尽相同。为使体系能量减小，在无外加磁场的情况下，系统总的磁矩趋于相互抵消，对外不显示宏观磁性。当施加外磁场时，由于畴内自发磁化方向的改变或畴壁移动，从而显示了宏观铁磁性的各种表现。因此，存在自发磁化和磁畴是铁磁性物质的一个基本特点(图1b)。另一个重要特点是原子磁矩的取向排列会受到热骚动的温度影响，也就是存在一个临界温度，被称为居里温度T_C。在T_C以上，由于热骚动致使自发磁化消失，物质由铁磁性变为顺磁性。自发磁化强度即合金的饱和磁化强度的极限值M_S(A／m)或比饱和磁化强度的极值σ_S(A•m²／kg)以及居里温度T_C(K)是铁磁性物质的基本磁性参量。

(4)亚铁磁性。某些材料的结构是由两套或两套以上的次晶格构成，即一个晶胞内有两种配位(次晶格)，其总磁矩由两个配位中的磁性离子的磁矩之和而定的。在无外磁场时，近邻原子或离子间产生相互作用，由于两个次晶格磁矩取向相反，因而总磁矩有的可能抵消为零，有的未抵消，后者仍具有较强的磁性，称亚铁磁性(图1d)。亚铁磁性物质的许多特性基本上与铁磁性的相同。抵消温度(抵消点)T_C0，是某些亚铁磁性物质在居里温度以下时，各原子磁矩互相抵消，使自发磁化强度为零的温度。

(5)反铁磁性。在无外磁场时，近邻的同种原子或离子间因相互作用，相邻原子磁矩平行反向，处于抵消排列状态，使合磁矩为零，称反铁磁性(图1c)。它随温度变化，存在一个临界温度T_N，称奈尔温度，在低于T_N时是反铁磁性，高于此温度，物质将转变成顺磁性的。

(6)螺旋磁性。相邻原子磁矩呈非共线的螺旋形排列。稀土原子磁矩的间接相互作用及与晶体电场的相互作用形成多种复杂的螺旋磁性：轴型反向畴亚铁磁性、轴型调制反铁磁性、锥形螺旋反铁磁性、锥形螺旋铁磁性、面型螺旋反铁磁性、面型简单(共线)铁磁性、轴型简单(共线)铁磁性。

磁结构   铁磁性和反铁磁性物质的原子磁矩在空间的取向，具有长程有序的规律，通称为磁有序。这种原子磁矩取向在空间周期性的排列如同晶体结构一样，因此这种磁有序被称做磁结构。磁性合金的磁结构除铁磁性和亚铁磁性的外还有很多种：例如，在锰和稀土金属及其合金中存在的螺磁结构(图2)；非晶态稀土合金中存在着散铁磁、散反铁磁及散亚铁磁性结构(图3)，还有变磁性、混磁性、自旋玻璃等磁结构。(1)散铁磁性。从一个磁畴看，冻结的原子磁矩空间的散乱分布，其中某些方向较多，净合磁矩形成自发磁化强度不为零的磁结构(图3b)。(2)散反铁磁性。从一个磁畴看，冻结的原子磁矩空间的散乱分布，而净合磁矩形成自发磁化强度为零的磁结构。它与顺磁性不同，其原子磁矩的空间分布不随时间变化(图3a)。(3)散亚铁磁性。从一个磁畴看，由两组散铁磁性网络形成的磁结构(图3c)。(4)变磁性。磁性物质由于磁场或温度变化引起的磁结构改变。(5)混磁性。较多的原子磁矩冻结的磁性原子团无规则地分布在非磁性原子基体中呈现的磁结构。(6)自旋玻璃。少数原子磁矩冻结的磁性原子团无规则地分布在非磁性原子基体中。(7)自旋波。在磁有序结构材料中自旋(原子磁矩)系统的集体运动模式。由于自旋间具有交换作用和磁偶极作用等相互作用，当它们受到热骚动和其他扰动时，各自旋对原平衡位置的偏离以不同的振幅和相位运动，形成自旋系统的一系列频率和波长的波动，称为自旋波。

铁磁物质中的基本现象   主要有：(1)居里温度。铁磁性和顺磁性相互转变的温度，前者具有自发磁化强度，即自旋处于有序状态；后者没有自发磁化，即自旋处于无序状态。通常用T_C来表示居里温度，任何铁磁物质都有一定的T_C，其高低与该物质的化学组分和晶体结构有关，而与其磁历史无关。从使用角度，要求丁。较高为好，至少在200℃以上。(2)磁晶各向异性。铁磁性晶体中，磁性随晶轴方向而异。在同一单晶体内，磁化强度随磁场的变化因方向不同而有昕差异，即在某些方向容易磁化称易磁化轴；某些方向难以磁化，称难磁化轴。常用各向异性常数K₁、K₂(立方晶系)、K_U1、K_U2(六角晶系或单轴情况)来表示晶体中各向异性的强弱。磁晶各向异性对磁性合金的磁导率、矫顽力等结构灵敏参量影响很大。(3)磁致伸缩。铁磁性物质由于磁化状态的变化而引起长度(或体积)的变化称磁致伸^，缩。通常用长度的相对变化来表示磁致伸缩的大小，λ称磁致伸缩系数。如果对铁磁材料施加一个压力或张力，使材料的长度发生变化，则材料内部的磁化状态亦随之变化，这是磁致伸缩的逆效应，通常称为压磁效应。磁致伸缩不但对磁性合金的磁性(如起始磁导率，矫顽力等)有很重要的影响，而且效应本身亦有实际重要的用途。利用材料在交变磁场作用下长度的伸长和缩短，可以制成超声波发生器和接收器，以及力、速度、加速度等的传感器、延迟线、滤波器和磁声贮存器等。(4)退磁现象。磁性合金被磁化以后，只要磁体的形状不是闭合形的或不是无限长的，则磁体内的总磁场强度H将小于外磁场强度He。，这是因为磁体被磁化后，两端会出现N极和S极，这样就产生了一个退磁场强度Hd(图4)，在磁体内部Hd的方向总是与He和M的方向相反，其作用在于削弱外磁场，所以称为退磁场。这种现象即为退磁现象。退磁场直接影响合金内部磁畴结构的型式，因此对合金的设计使用十分重要。(5)磁电阻效应。由于一外界磁场而引起物质电阻变化的现象。在所有非铁磁性金属中这种效应称正常磁阻效应。在具有自发磁化的铁磁性金属中，由自旋一轨道的相互作用而引起的磁电阻效应称反常磁阻效应。(6)磁电效应。磁性物质受电场E的作用，产生与E成正比的磁化强度的现象；或与此相反，受磁场作用产生与磁场强度成正比的电极化强度的现象。(7)磁卡效应。物质由于磁化强度的改变，相关联的熵的变化而引起的加热和冷却的互易性变化现象。(8)磁弹性效应。磁性合金与应力和应变相关联的磁性变化的效应。(9)旋磁效应。静磁场中物质磁化强度在微扰作用下绕静磁场方向作阻尼进动，而弛豫地回到平衡状态的现象。(10)磁化学效应。因磁场作用或磁性的变化而关联的物质化学反应与特性的变化。(11)辐照磁效应。磁性合金受辐照后引起的磁性变化。辐照源可以是电子、质子、中子或7射线等。(12)磁共振。在一静磁场中分别被磁性物质的原子和原子核对微波或无线电波的共振吸收。磁共振有电子顺磁共振、核磁共振、铁磁共振、亚铁磁共振、反铁磁共振等。

磁性合金的基本磁性直接关联于合金的技术磁化及磁性器件的应用和设计。