磁測量

物質磁性及磁場的測量。主要指在一定磁場下對磁化強度及各種環境條件下磁性材料的有關磁學量的測量。磁測量另一個主要內容是對空間磁場的測量。它涉及空間磁場的大小、方向、梯度、其隨時間的變化等。

物質磁性的測量　磁化率的測量 測量磁化率Ⅹm能區分物質的磁性類型，及在環境條件（例如溫度、壓力等）改變時磁性的轉變。磁化率定義為Ⅹm=M/H。磁化率的測量主要有測力法及電磁感應法兩類。

① 測力法。測量被磁化物體在磁場中受到的力，計算出Ⅹm。這要區分兩種情況。一種是Ⅹm較大或很大的材料。採用小體積樣品使其處於一均勻梯度場中，利用一分析天平或類似的力學裝置，稱量所受到的力。另一種是Ⅹm甚小或很小的材料，採用大體積的樣品，一般採用一均勻截面較長的棒狀樣品，使其一端受磁場H的磁化，另一端處於可忽略的磁場Ho中（H娿H2）。這樣品受到一不均勻場的作用，稱量這時受到的力。習慣上把前者稱之為居里法。後者稱之為古依法。在前一情形，力與Ⅹm、H及樣品體積V成正比。在後一情形，力與Ⅹm(H2-H娿)及樣品的截面積S成正比。

居里法是一種相對測量法，因為磁場梯度需要採用標準樣品定標，而古依法中所有的量都是可以直接測量的。

②電磁感應法。被磁化樣品與套在這樣品均勻區的測量線圈（測磁化強度的或測磁場強度等等）的磁通交聯發生變化時，線圈兩端產生一正比於該磁通變化率的感應電動勢。用衝擊電流計、電子積分器等儀器將這信號積分得到M,再用感應法或其他方法測出H，那麼就可算出Ⅹm。整個測量系統應包括電源、可供選擇的磁化裝置，系統的程度控制及數據處理裝置等。

磁滯特性的測量 非線性的磁化曲線及不可逆的磁滯回線是鐵磁材料的重要技術特性。曲線上任一點處的M、H都可用上述方法加以測量。為了顯示磁滯過程，測量時樣品必須在一能改變振幅、方向及數值大小的均勻磁場中磁化，因此要求磁化裝置及附加的電源能提供各式各樣的磁化操作。

鐵磁物質內稟磁性的測量 鐵磁體的自發磁化強度和居里溫度Tσ只與其基本的晶體結構有關，故稱為內稟磁性。是指在溫度T無外加磁化場時的自發磁化強度，它是在零場下的值，直接測量是困難的，實驗中採用比技術飽和磁化所需的場更強的磁場將樣品磁化，這時磁疇只有轉動過程而可略去磁滯效應。在某一溫度T測量M-H曲線，由M-H曲線的強場部分外插到H=0,得出這一溫度下的。然後在不同溫度下重複這一步驟，得出一系列的M-H及。將與T作曲線-T, 由此曲線高溫部分外推至=0的溫度即居里點。而將-T曲線低溫部分外推至T=0K 即得M00即0K時的自發飽和磁化強度。

磁晶各向異性的測量 測量磁晶各向異性常數主要有下列三種方法。

①磁化曲線法。測量出單晶樣品沿某一主晶軸方向的磁化曲線M(H與飽和磁化強度的直線M=Ms所包圍的面積，得出磁化樣品到技術飽和時所需的磁化功。按鐵磁學原理，磁化功為

。

根據樣品晶系的類型可以計算出W【h,k,l】與磁晶各向異性常數K1和K2的關係，從而測出K1和K2。如立方晶系

K1=4【W【1,1,0】－W【1,0,0】】,

K2=27【W【1,1,1】－W【1,0,0】】

－36【W【1,1,0】－W【1,0,0】】。

②磁轉矩法。以立方晶系中鐵單晶為例，沿著(0,0,1)面切割出一薄圓片形樣品，並將此樣品置於一方向平行於該面、其值足夠大的外磁場中，這時圓片將受到一轉矩L的作用。如令═為外磁場He與(0,0,1)面上的[1,0,0]軸之間的夾角，當He在這圓片面內轉動360°時，得到單位體積晶體的轉矩曲線L(═)。利用L(═)=0處的斜率可得式中Ms是飽和磁化強度。只要準確測定He,利用上式從轉矩曲線上就可確定K1、Ms。如切割(1,1,0)面並用同樣方法測出轉矩曲線，則可同時確定K1、K2和Ms。

③磁共振法。鐵磁材料單晶樣品的鐵磁共振峰的位置隨著外加磁場方向與易磁化軸的相對取向不同而變動，這是磁晶各向異性場Hk影響的結果,Hk與K1、K2有關，因此通過共振峰的觀測可以確定K1和K2。

磁致伸縮的測量 當物體被磁化時，它的形狀及體積隨之發生改變，這種現象稱為磁致伸縮。線磁致伸縮的測量方法歸結為微小長度的測量 (其相對伸長墹l/l約±1×10-6)。通常使用光學方法、形變電阻法、微變頻率法或其他能測量微小長度變化的方法。另一種稱之為體磁致伸縮，在磁場作用下樣品體積發生變化。一個最簡單的測量體磁致伸縮的方法是將樣品放置在裝滿液體的容器中，觀察體伸縮時對應的液體排出量。

磁場強度的測量　由於磁場的數值範圍很大，它從最小約10-9安/米到大於約108安/米。磁場梯度從109安/米2到109安/米2,用單一方法測量這樣大範圍磁場顯然是不行的。

目前測量磁場及磁場梯度方法原理上有：①已知產生磁場的電流與磁場的嚴格關係，通過測量電流確定磁場；②磁通法。交流或直流，或交直流同時工作的方法，例如前述的感應法；③藉助於一些物質的某種特性與磁的嚴格依賴性（規律性）測量這些特性的改變來確定磁場；④利用一些常規方法測出的“標準試樣”去定標磁場梯度，特別在梯度值很大的場合。