飽和磁化強度

飽和磁化強度（ saturation magnetization）是指磁性材料在外加磁場中被磁化時所能夠達到的最大磁化強度叫做飽和磁化強度。飽和磁化強度是鐵磁性物質的一個特性，是永磁性材料極為重要的磁參量。飽和磁化強度Ms是永磁性材料極為重要的磁參量。永磁材料均要求Ms越高越好。飽和磁化強度決定於組成材料的磁性原子數、原子磁矩和溫度。在低溫區，它遵循布洛赫(Bloch)定律。

基本介紹

• 中文名：飽和磁化強度
• 外文名：saturation magnetization
• 定義：達到的最大磁化強度
• 屬性：永磁性材料極為重要的磁參量
• 學科：冶金
• 簡稱：Ms

概況

飽和磁化強度是鐵磁性物質的一個特性。鐵磁性物質在外磁場作用下磁化，開始時，隨著外磁場強度的逐漸增加，物質的磁化強度也不斷增大；當外磁場增加到一定強度以後，物質的磁化強度便停止增加而保持在一個穩定的數值上，這時物質達到了飽和磁化狀態。這個穩定的磁化強度數值就叫做這個物質的飽和磁化強度。不同種類的鐵磁性物質，飽和磁化強度的數值也不同。

測量方法

測定Ms的方法較多，現介紹兩種。

第一是根據電磁感應，測量樣品內部或樣品周圍的磁通量來確定Ms值。磁介質中的磁感應強度B與磁場強變H及磁化強度M之間的普遍關係式為

B=μ₀(H+M)

當樣品磁化到飽和狀態時有

B=_μ0(Hm+Ms)

第二種方法是通過被測樣品在梯度磁場中受力的大小來測量Ms值，如常用的天平法、環秤法即屬於這一類。

計量單位

SI單位制為A/m。

套用

（1）Ms值與合金碳含量的良好單一性對應關係

Ms的變數在測量靈敏度範圍之內，可以使合金碳含量的測量精度達0.01% , 而且是無破壞測試，方法簡便、快速。

（2）Ms值與合金內部微觀組織結構的對應關係及其與合金抗彎強度的內在關係

合金的抗彎強度主要取決於合金內部微觀組織結構， 在Aoo級的狀況下，Ms值與其有良好的對應關係。因此， 套用Ms值來表征合金的抗彎強度是可行的， 與常用的金相分析及物性分析方法比較， 其突出的優點是， 能定量地表明合金內部微觀組織結構的變化狀況。

（3）Ms值是檢驗合金η相的可靠物理量

通常， 用金相分析方法判別η相的多少時， 只能是定性的分析，缺乏定量的概念。而在實際生產中， 迫切需要對η相量進行定量分析，以便準確掌握合金的性能。實驗證明，MS值是定量檢驗合金η 相的準確的物理量。因為當合金的枯含量一定時，Ms值的變化主要由兩個因素決定。其一，由於合金中碳含t 的差異， 使合金中的鎢原子和碳原子在粘結相鑽中的溶解度不同， 導致磁化機制有不同程度的變化，使Ms相相應發生變化。這是一個漸變過程。其二，由於合金的碳含量低於化學計量值較多（或爐內氣氛為脫碳氣氛)），合金中出現了非磁性的η相，對磁化活動不起作用，故大量的鑽變成了非磁性物質， 造成Ms值大幅度下降，下降幅度達Ms最大值的40~50% 。因此，根據所測定的不同的Ms值與刀的對應關係，就能定量表征η相的多少。

（4）Ms值是準確判明合金接近合理碳含量的重要參數

合金碳含量接近理論碳含量時，Ms逐漸增大, 當合金碳含量的波動值為0.01% 時，Ms值相應有約0.0022T的變數。當合金接近飽和碳含量時，Ms值達到飽和值(但完全達到飽和值是困難的，因為總有微量的鎢溶解在粘結相鑽中)。因此對不同牌號的合金而言， 可以根據性能要求，控制其在高碳區或低碳區。而這可以通過所顯示的Ms值來選定。

結語

（1）硬質合金飽和磁化強度Ms值與合金的碳含量有良好的單一性對應關係。合金碳含量變化量為0.01% 時, Ms的相應變數約為0.0022T。利用合金碳含量與Ms的關係曲即可測定合金的碳含量，精度可達0.01%。

（2）Ms值與合金內部微觀組織結構有良好的對應關係。當合金處在γ+WC兩相區，γ+ WC + η貧碳區，γ+ WC+C 富碳區，能呈現不同的Ms值。兩相區合金Ms值達最大值標誌合金達到最佳性能。在Aoo狀態時Ms值可充分地反映出合金的抗彎強度值。

（3）Ms值是檢驗合金η相重量百分含量的準確物理量。合金碳含量低於化學計量量時， 出現η相， Ms值下降幅度達最大值的40~50%。準確制訂Ms值與η相含量的關係曲線,即可測定合金Ms值，確定合金η相的百分含量。

（4）Ms值是準確標誌合金接近理論碳含量高碳區或低碳區的可靠物理量。據W-C-Co 狀態圖，不同Co含量的合金的兩相區寬度為0.17~0.42% , 其Ms變化量相應為0.030~0.080T，因而合金碳含量即使在0.01 % 內變動，Ms值也可以跟蹤指示。