每周一磁 · 磁性材料的居里温度与工作温度

物质由原子构成，而原子是由原子核和电子组成的。在原子中，电子因绕原子核运动而具有轨道磁矩；电子因自旋具有自旋磁矩，原子的磁矩主要来源于电子磁矩，这是一切物质磁性的来源。
过高的温度会改变原子的磁畴结构，从而导致物质磁性的消失。因此，各类磁性材料都有一个自己的最高工作温度。了解磁材的最高工作温度有利于在使用中避免因高温而导致的磁体失磁。

居里温度

说到温度与磁性关系的问题，我们首先要了解一个概念—“居里温度”。200多年前一位著名的物理学家在自己的实验室里发现了磁石的一个物理特性，就是当磁石加热到一定温度时，它原来的磁性就会消失，这位伟大的物理学家就是居里夫人的丈夫—皮埃尔·居里，后来人们把这个温度叫居里点（Curie point），又叫居里温度（Curie temperature，Tc）或磁性转变点。

定义：居里温度是磁性材料在铁磁性物质/亚铁性磁物质和顺磁性物质之间改变的温度。

铁磁物质被磁化后具有很强的磁性，但随着温度的升高，金属点阵热运动的加剧会影响磁畴磁矩的有序排列，当温度达到足以破坏磁畴磁矩的整齐排列时，磁畴被瓦解，平均磁矩变为零，铁磁物质的磁性消失变为顺磁物质，与磁畴相联系的一系列铁磁性质（如高磁导率、磁滞回线、磁致伸缩等）全部消失，相应的铁磁物质的磁导率转化为顺磁物质的磁导率。铁磁性消失时所对应的温度即为居里点温度。

数值：居里温度代表着磁性材料的理论工作温度极限，居里温度的大小由物质的化学成分和晶体结构决定，例如铁的居里温度约770℃，钴的居里温度约1131℃。

超过居里温度：如果温度超过居里温度，磁体内部分子剧烈运动并出现退磁的情况，并且是不可逆的；磁体退磁后可再次被充磁，但磁力会大幅下降，仅能达到原来的50%左右。

工作温度

实际上，大部分磁性材料的最高工作温度都远低于其居里温度，在工作温度内温度升高磁力会下降，但是不超过居里温度的情况下，降温后磁力大部分会恢复。

工作温度与居里温度的关系：居里温度越高，材料的工作温度也相对越高，并且温度稳定性更好。烧结钕铁硼原料中加入钴、铽、镝等元素可提高其居里温度，因此高矫顽力产品中（H、SH、…）普遍都含有镝。

磁体的最高使用温度：取决于其本身的磁性能和工作点的选取。对同一磁铁而言，工作磁路越闭合，磁体的最高使用温度就越高，磁铁的性能就越稳定。所以磁铁的最高使用温度并不是一个确定的值，而是随着磁路的闭合程度而变化。

各类磁性材料的居里温度与最高工作温度

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