磁感应强度(B)的大小由材料本身属性、外部激励条件及环境共同决定,核心影响因素可分为四大类,具体如下:
一、材料自身属性(根本性因素)
材料的成分、结构直接决定其磁化能力,是影响 B 的基础:
1、成分与纯度:
主成分:铁、钴、镍等铁磁性元素含量越高,材料磁化潜力越大(如铁钴合金的饱和磁感应强度 Bₛ远高于纯铁);
杂质:碳、氧、硫等杂质会破坏磁畴排列,降低磁化效率(如含碳量高的钢,B值会低于纯铁)。
2、微观结构与晶体取向:
磁畴大小 / 分布:均匀细小的磁畴更易在外磁场下取向,提升 B 值;
晶体方向:部分材料(如硅钢片)存在 “易磁化方向”,沿该方向加工的材料,B值会显著高于其他方向。
3、内部缺陷:
孔洞、裂纹、位错等缺陷会阻碍磁畴运动,导致相同外磁场下B值降低(如粉末冶金永磁体,孔隙率越高,B值通常越低)。
二、外部激励条件(直接调节因素)
外部磁场强度(H)是直接控制B的关键,遵循 “B随H变化” 的磁化规律:
1、外磁场强度(H):
在 “未饱和区”:H越大,材料内部磁畴取向越整齐,B 值随之线性或非线性上升;
在 “饱和区”:当 H增大到一定程度,磁畴已完全取向,B 达到最大值(Bₛ),此后H再增加,B基本不变(软磁材料的 Bₛ是其核心指标)。
2、激励方式与时间:
直流激励:B随H稳定变化,无涡流损耗;
交流激励:高频下会产生涡流和磁滞损耗,导致实际B值低于直流激励(如高频铁氧体,在低频时B值更高,高频时B值下降)。
三、环境条件(干扰性因素)
温度、应力等环境因素会通过改变材料结构或磁畴状态,间接影响 B 值:
1、温度:
低于 “居里温度(Tc)”:温度升高会加剧原子热运动,打乱磁畴排列,导致B值下降(如永磁体在高温下,剩余磁感应强度 Bᵣ会显著降低);
高于 “居里温度(Tc)”:材料失去铁磁性,变为顺磁性,B值骤降趋近于0(如纯铁的 Tc 约 770℃,超过此温度,B值几乎为0)。
2、外部应力:
拉应力 / 压应力:部分材料(如硅钢片)受拉应力时,磁畴取向受阻,B值降低;而某些永磁体(如钕铁硼)受适度压应力,B值可略有提升,具体与材料特性相关。
四、材料磁化历史(动态影响因素)
材料的 “磁化历史” 会影响当前 B值,主要体现在 “磁滞效应”:
首次磁化:从 “退磁状态”(B=0)开始加 H,B会沿 “初始磁化曲线” 上升,最终达到 Bₛ;
反复磁化:若 H反复增减(如交流工况),B会沿 “磁滞回线” 变化,相同 H 下,“正向磁化” 与 “反向磁化” 的 B值不同(如剩磁 Bᵣ就是H=0 时,因历史磁化留下的 B值)。