3.1.1 永磁体磁化原理

永磁体从无磁性状态开始，受到一个从零起单调递增的磁化磁场的作用，磁感应强度随磁场强度变化的曲线称为磁化曲线，如图3-1所示。

磁化曲线是表征永磁体特性的曲线。曲线的形状与永磁体的材料成分、加工方法、热处理方式、切割方向等因素有关。

如图3-1所示，当外加磁化磁场H=0时，磁感应强度B=0，永磁体处于磁中性状态，其内部各个磁畴的自发磁化强度是杂乱取向的。当H从0开始增加时，B随着H的增加而增加，磁化可以分为4个阶段。

第1阶段（曲线Oa）。磁场强度H取值为O～Ha范围内的任意值时，若将H减小到0，则B会按照原来的曲线（即aO曲线）返回到原点（O点），这段的磁化过程称为可逆磁化过程。

图3-1 永磁体磁化曲线

第2阶段（曲线ab），其斜率快速增大。当外加的磁化磁场超过Ha后，如果将H减小，则B与H的关系不会沿着原来的曲线（ba）返回出发点，这个阶段的磁化过程是不可逆的。从永磁体内部的磁畴变化来看，以上两个阶段的磁化过程是畴壁位移的磁化过程。在这一磁化过程中，相邻的两个自发磁化强度取向不同的磁畴处在外磁场中时，其中自发磁化强度取向与外磁场较为接近的一个在能量上是有利的，而取向相反的磁畴在能量上是不利的。因此，在外加磁化磁场的作用下，使得前一个磁畴的体积不断扩大，而后一个磁畴的体积不断减小。这两个磁畴体积大小的相对变化，是通过磁畴壁的位移运动来实现的，所以称为畴壁位移的磁化过程。第1阶段叫做畴壁位移的可逆部分，第2阶段叫做畴壁位移的不可逆部分。

第3阶段（曲线bc），该阶段斜率要比第2阶段小。在一般情况下，当畴壁位移磁化后，整个磁体的自发磁化强度大致上建立了同一方向的取向，接着为了使磁化进一步增强，永磁体中自发磁化强度就由原来的方向转向外磁场方向，这一过程通常称为旋转磁化过程或畴转过程。畴壁位移过程需要的外加磁化磁场较小，而要使磁畴转动过程发生，则需要较大的外加磁化磁场。

第4阶段（c点以上的曲线），曲线的斜率再次降低，B-H关系曲线成为一条直线。事实上，这种情况只有当磁化磁场增加到十分大时才会出现。这一阶段称为技术磁化饱和阶段。所谓磁化饱和，就是指永磁体在受到足够强的外加磁场的作用下，磁感应强度不再随着磁化磁场H的增加而增加，永磁体内所有磁矩全部转向外加磁化磁场的方向。至此，永磁体磁化至饱和，这时的磁场强度称为饱和磁化磁场强度，用Hs表示，对应的磁感应强度称为饱和磁感应强度，用Bs表示。