你可能這樣玩過(guò)：把螺絲刀在磁鐵上蹭幾下，螺絲刀就會(huì)帶點(diǎn)磁性，能吸住小鐵釘。這種現(xiàn)象其實(shí)和一個(gè)磁學(xué)名詞有關(guān)——剩磁。
一、什么是“剩磁”？
剩磁，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是磁鐵被磁化后，即使外部磁場(chǎng)消失，它自己還殘留的磁性。
“剩磁”的專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)是剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度（Residual Magnetic Induction），英文縮寫(xiě)為 Br。表示磁體在外磁場(chǎng)的作用下，充磁到飽和后撤消外磁場(chǎng)，在磁化方向上保留剩余的磁感應(yīng)強(qiáng)度。剩磁是永磁材料的一種固有特性，通常以特斯拉T或高斯Gauss來(lái)表示。
直觀表現(xiàn)為磁滯回線或退磁曲線與B軸的交點(diǎn)，是表征永磁材料充磁后所提供的磁場(chǎng)大小的指標(biāo)。
可以這樣類(lèi)比幫助理解：將一根彈簧拉伸或壓縮，使其發(fā)生彈性變形，撤去外力后，彈簧并不總能100%恢復(fù)原狀，會(huì)保留一部分形變能量——這就是所謂的“剩余彈力”。磁鐵也是類(lèi)似，在強(qiáng)磁場(chǎng)作用下，內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)有序排列，撤去磁場(chǎng)之后，這種排列結(jié)構(gòu)部分保留，于是形成了“剩磁”。
磁滯回線圖（B-H 曲線）
二、為什么磁鐵會(huì)有“剩磁”？——從磁疇到磁化曲線
磁性材料內(nèi)部由大量微小的“磁疇”組成，每個(gè)磁疇內(nèi)部的電子自旋方向一致，可以看作微型磁體。在材料處于未磁化狀態(tài)時(shí)，這些磁疇的方向是隨機(jī)的，整體表現(xiàn)為無(wú)磁性或弱磁性。
當(dāng)材料暴露在外部磁場(chǎng)中，磁疇開(kāi)始逐步重新取向，趨向于與外磁場(chǎng)方向一致，材料的整體磁感應(yīng)強(qiáng)度隨之上升。如果外磁場(chǎng)足夠強(qiáng)并持續(xù)一段時(shí)間，幾乎所有磁疇都將朝統(tǒng)一方向排列，材料被完全磁化。
撤去外部磁場(chǎng)后，由于材料內(nèi)部磁疇之間的作用力、晶體結(jié)構(gòu)以及磁各向異性等因素，有一部分磁疇不會(huì)立即恢復(fù)原先的無(wú)序排列，而是保持在原先的取向狀態(tài)，這就導(dǎo)致了磁性殘留，即“剩磁”。
磁疇在磁化前、磁化中、磁化后狀態(tài)的示意圖
三、剩磁對(duì)磁力的影響
剩磁（Br）是描述磁性材料在經(jīng)歷飽和磁化后、外部磁場(chǎng)撤除時(shí)，材料內(nèi)部仍保持的磁感應(yīng)強(qiáng)度。它是決定磁鐵是否具備持續(xù)磁場(chǎng)能力的核心參數(shù)之一，對(duì)磁鐵在實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生磁力起到基礎(chǔ)性作用。
在其他參數(shù)相同的情況下，較高的剩磁值意味著材料具有更高的磁化程度，并且在去除外部磁場(chǎng)后仍能保持較高的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
四、常見(jiàn)永磁材料的剩磁指標(biāo)對(duì)比
就像被磁鐵蹭過(guò)的螺絲刀，磁場(chǎng)雖然已經(jīng)撤去，磁性卻仍然殘留在材料中——這，正是剩磁的本質(zhì)。
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發(fā)布時(shí)間: 25-08-20