Наличие у вещества магнитных параметров проявляется в изменении характеристик магнитного поля по сопоставлению с полем в немагнитном пространстве. Происходящие физические процессы в микроскопичном представлении связывают с появлением в материале под воздействием
магнитного поля магнитных моментов микротоков, объёмная плотность которых именуется
вектором намагниченности.

Появление намагниченности в веществе при помещении его в магнитное поле разъясняется процессом постепенной преимущественной ориентации
магнитных моментов циркулирующих в нём микротоков в направлении поля. Подавляющий вклад в создание микротоков в веществе заносит
движение электронов: спиновое и орбитальное движение связанных с атомами электронов, спиновое и свободное движение электронов проводимости.

По магнитным свойствам все материалы разделяются на парамагнетики,
диамагнетики, ферромагнетики, антиферромагнетики и ферриты. Принадлежность материала к тому либо иному классу определяется нравом отклика магнитных моментов электронов на
магнитное поле в критериях сильных взаимодействий электронов меж собой в многоэлектронных атомах и кристаллических структурах.

Диамагнетики и парамагнетики относятся к материалам со слабенькими магнитными качествами. Существенно более сильный эффект намагничивания наблюдается у ферромагнетиков.

Магнитная восприимчивость (отношение абсолютных значений векторов намагниченности и напряженности поля) у таких материалов положительная и может достигать нескольких 10-ов тыщ. У ферромагнетиков образуются области самопроизвольной спонтанной однонаправленной намагниченности — домены.

Ферромагнетизм наблюдается у кристаллов переходных металлов: железа, кобальта, никеля и у ряда сплавов.

При наложении наружного магнитного поля с растущей напряженностью векторы спонтанной намагниченности, вначале направленные в различных доменах по-разному, равномерно выстраиваются в одном направлении. Этот процесс именуется
техническим намагничиванием. Он характеризуется кривой исходного намагничивания  — зависимостью индукции либо намагниченности от напряженности результирующего магнитного поля в материале.

При относительно маленький напряженности поля (участок I) происходит резвое возрастание намагниченности в большей степени из-за роста размеров доменов, имеющих ориентацию намагниченности в положительной полусфере направлений векторов напряженности поля. Сразу пропорционально сокращаются размеры доменов в отрицательной полусфере. В наименьшей степени меняются размеры тех доменов, намагниченность которых нацелена поближе к плоскости, ортогональной вектору напряженности.

При предстоящем увеличении напряженности преобладают процессы поворота векторов намагниченности доменов по полю (участок II) до заслуги технического насыщения (точка S). Следующему возрастанию результирующей намагниченности и достижению схожей ориентации всех доменов по полю препятствует термическое движение электронов. Область III близка по нраву процессов к парамагнетикам, где повышение намагниченности происходит из-за ориентации немногих спиновых магнитных моментов, дезориентированных термическим движением. С повышением температуры дезориентирующее термическое движение усиливается и намагниченность вещества миниатюризируется.

Для определенного ферромагнитного материала существует определенная температура, при которой ферромагнитное упорядочение доменной структуры и намагниченности исчезают. Материал становится парамагнитным. Эта температура носит заглавие точки Кюри. Для железа точка Кюри соответствует 790 °С для никеля — 340 °С, для кобальта — 1150 °С.

Понижение температуры ниже точки Кюри вновь возвращает материалу магнитные характеристики: доменную структуру с нулевой результирующей намагниченностью, если при всем этом отсутствовало наружное магнитное поле. Потому разогрев изделий из ферромагнитных материалов выше точки Кюри употребляют для их полного размагничивания.

Кривая исходного намагничивания

Процессы намагничивания ферромагнитных материалов разделяются на обратимые и
необратимые по отношению к изменению магнитного поля. Если после снятия возмущения наружного поля намагниченность материала ворачивается в начальное состояние, то таковой процесс обратимый, в неприятном случае — необратимый.

Обратимые конфигурации наблюдаются на малом исходном отрезке участка I кривой намагничивания (зона Релея) при малых смещениях доменных стен и на участках II, III при повороте векторов намагниченности в доменах. Основная часть участка I относится к необратимому процессу перемагничивания, который в главном определяет гистерезисные характеристики ферромагнитных материалов (отставание конфигураций намагниченности от конфигураций магнитного поля).

Петлей гистерезиса именуют кривые, отражающие изменение намагниченности ферромагнетика под воздействием циклически изменяющегося наружного магнитного поля.

При испытаниях магнитных материалов петли гистерезиса строятся для функций характеристик магнитного поля В (Н) либо М (Н), которые имеют смысл результирующих характеристик снутри материала в проекции на зафиксированное направление.
Если материал за ранее был стопроцентно размагничен, то постепенное повышение напряженности магнитного поля от нуля до Hs дает огромное количество точек исходной кривой намагничивания (участок 0-1).

Точка 1 — точка технического насыщения (Вs, Hs). Следующее понижение напряженности Н снутри материала до нуля (участок 1-2) позволяет найти предельное (наибольшее) значение остаточной намагниченности Br и предстоящим уменьшением отрицательной напряженности поля достигнуть полного размагничивания B = 0 (участок 2-3) в точке Н = -НсВ — наибольшей коэрцитивной силы по намагниченности.

Дальше материал перемагничивается в отрицательном направлении до насыщения (участок 3-4 ) при Н = — Hs. Изменение напряженности поля в положительную сторону замыкает предельный гистерезисный цикл по кривой 4-5-6-1.

Огромное количество состояний материала снутри предельного гистерезисного цикла может быть достигнуто при изменении
напряженности магнитного поля, соответственном личным симметричным и несимметричным гистерезисным циклам.

Магнитный гистерезис: 1 – кривая исходного намагничивания; 2 – предельный гистерезисный цикл; 3 – кривая основного намагничивания; 4 – симметричные личные циклы; 5 – несимметричные личные циклы

Личные симметричные гистерезисные циклы опираются верхушками на кривую основного намагничивания, которая и определяется как огромное количество точек вершин этих циклов до совпадения с предельным циклом.

Личные несимметричные гистерезисные циклы образуются, если исходная точка не находится на кривой основного намагничивания при симметричном изменении напряженности поля, также при несимметричном изменении напряженности поля в положительном либо отрицательном направлении.

Зависимо от значений коэрцитивной силы ферромагнитные материалы делят на
магнитомягкие и магнитотвёрдые.

Магнитомягкие материалы употребляются в магнитных системах как магнитопроводы. Эти материалы имеют малую коэрцитивную силу, высшую магнитную проницаемость и индукцию насыщения.

Магнитотвёрдые материалы имеют огромную коэрцитивную силу и в за ранее намагниченном состоянии употребляются как
неизменные магниты – первичные источники магнитного поля.

Есть материалы, которые по магнитным свойствам относятся к антиферромагнетикам. У их оказывается энергетически более прибыльным антипараллельное размещение спинов примыкающих атомов. Сделаны антиферромагнетики, владеющие значимым своим магнитным моментом из-за
асимметрии кристаллической решётки. Такие материалы именуются ферримагнетиками (ферритами). В отличие от железных ферромагнитных материалов, ферриты – полупроводники и в их существенно наименьшие энергопотери на вихревые токи в переменных магнитных полях.