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在各类磁介质中，应用最广泛的是铁磁性物质。在20世纪初期，铁磁性材料主要用在电机制造业和通讯器件中，而自20世纪50年代以来，随着电子计算机和信息科学的发展，应用铁磁性材料进行信息的储存和记录（例如家喻户晓的磁带和计算机的存储器等），已发展成为引人注目的系列新技术，新的可能的应用还将不断得到发展。因此，对铁磁材料磁化性能的研究，无论在理论上或实用上都有很重要的意义。
1．铁磁质的宏观性质
概括起来说，铁磁质有下列一些特殊的性质：
(1)能产生特别强的附加磁场 ，使铁磁质中的 远大于 ，其 值可达 以上；
(2)它们的磁化强度 和磁感应强度的方向不总是平行的，大小也不是简单的正比关系，换句话说，铁磁质的磁导率 （以及磁化率 )不是常量，而是与磁场强度 有复杂的函数关系；
(3）磁化强度随外磁场而变，它的变化落后于外磁场的变化，而且在外磁场停止作用后，铁磁质仍能保留部分磁性；
(4)一定的铁磁材料存在一特定的临界温度，称为居里点，在这温度时它们的磁性发生突变，当温度在居里点以上时，它们的磁导率（或磁化率）和磁场强度无关，这时铁磁质转化为顺磁质（例如，铁的居里点是的是 ，镍的是 ，钴的是 ）。
2．磁化曲线
如图8-46所示，把待测的原来没有磁化过的铁磁质做成环形芯子，在铁芯外均匀地密绕 匝线圈。当线圈电通有电流 时，铁芯中的磁场强度为
图 8-47 |
图 8-48 |
图8-47是铁磁性物质的典型磁化曲线（ 曲线），它反映了铁磁性物质的共同磁化特点。具体地说，这条曲线是非线性的，在逐步增加磁场强度 的过程中，磁化强度也随着增加，不过开始时 增加较慢，接着便急剧地增大，然后又缓慢下来，最后从某一值开始，不再增加，这时铁磁物质的磁化已达到饱和状态，饱和时的磁化强度叫做饱和磁化强度 。在图8-47中未达到饱和磁化状态的一段曲线叫做起始磁化曲线。
图8-48中的实线表示磁感应强度与磁场强度的关系（ 曲线），它的外形和曲线相似，但无水平部分，因为由式 可知，当磁化达到饱和状态时，虽然保持不变，但 仍将随着的增加而略有增大。由于与的非线性关系，如果仍用式 来定义铁磁性材料的磁导率的值，则对应于起始磁化曲线上每一个值便有一个相应的值，即铁磁性物质的值不再是常量。在图8-48中的虚线是某铁磁性材料的与的关系曲线，由图可知，值先随的增加迅速增大，达极大值后又逐渐减小，当 时趋近于1。由曲线可知，铁磁质的值可远大于 ，在实际应用中，我们可应用各种方法，比如提纯、热处理或改变成份来尽量增大值，这样就可以不必提供很强的磁场而仍可得到高值的和。
3．磁滞现象和磁滞回线
磁化曲线只是反映了铁磁性材料在磁场强度由零逐渐增强时的磁化特性，在这个过程中，磁感应强度（或）由零增加到饱和值 （或 ）。但在实际应用中，铁磁性材料多是处在交变磁场中，这时的大小和方向作周期性的变化，铁磁质的磁化特性又将如何变化呢？
如图8-49，设铁磁性材料已沿起始磁化曲线 段磁化到饱和，磁化开始饱和时的磁感应强度值用表示。如果在达到饱和状态之后使减小，这时的值也要减小，但不沿原来的曲线下降，而是沿着另一条曲线 段下降，对应的值比原先的值大，说明铁磁质磁化过程是不可逆的过程。当 时，磁感应强度并不等于零，而保留一定的大小 。如图8-49的线段 ，这就是铁磁质的剩磁现象。为了消除剩磁，必须在线圈中通入反向电流，即加上反方向的磁场。当反向磁场等于某一定值 时，如图8-49中线段 ；才等于零，这个 值称为材料的矫顽力。矫顽力的大小反映了铁磁材料保存剩磁状态的
实验表明，当铁磁性材料在交变磁场的作用下反复磁化时将会发热，因为铁磁体反复磁化时磁体内分子的状态不断改变，所以分子振动加剧，温度升高。使分子振动加剧的能量是由产生磁化场的电流的电源所供给的，这部分能量转变成热量而散失掉，这种在反复磁化过程中能量的损失叫做磁滞损耗。理论和实践证明，磁滞回线所包围的面积越大，磁滞损耗也越大。在电器设备中这种损耗是十分有害的，必须尽量使它减小。此外，铁磁体在交变磁化磁场的作用下，它的形状随之改变，称为磁致伸缩效应，这种特性在超声技术中常被用来作为电磁能和机械能的转化器件。
4．铁磁性的微观解释
铁磁质的磁性不能用一般顺磁质的磁化理论来解释，因为铁磁性元素的单个原子并不具有任何特殊磁性。例如：铁原子与铬原子的结构大致相同，但铁是典型的铁磁质，而铬是普通的顺磁质；甚至还可用非铁磁性物质来制成铁磁性的合金。另一方面，还应注意到铁磁质总是固相的。这些事实说明了铁磁性是一种与固体的结构状态有关的性质。
这里简单介绍铁磁质特殊磁性的现代理论：在铁磁质中，相邻铁原子中的电子间存在着非常强的交换耦合作用，这个相互作用促使相邻原子中电子的自旋磁矩平行排列起来，
| 形成一个自发磁化达到饱和状态的微小区域，这些自发磁化的磁小区域称为磁畴。在没有外磁场作用时，在每个磁畴中原子的磁矩均取向同一方位，但对不同的磁畴其磁矩的取向各不相同，图8-50分别是单晶、多晶铁磁质磁畴结构示意图。磁畴的这种排列方式使磁体能处于能量最小的稳定状态、因此对整个磁体来说，体内磁矩排列杂乱，任意物理无限小体积内的平均磁矩为零，在宏观上物体不显示磁性。 |
图 8-50 |
在外磁场作用下，磁矩与外磁场同方向排列时的磁能将低于磁矩与外磁场反向排列时的磁能，结果是自发磁化磁矩和外磁场成小角度的磁畴处于有利地位，这些磁踌体积逐渐拉大，而自发磁化磁矩与外磁场成较大角度的磁畴体积逐渐缩小。随着外磁场的不断增强，取向与外磁场成较大角度的磁畴全部消失，留存的磁畴将向外磁场的方向旋转，以后再继续增加磁场，所有磁畴都沿外磁场方向整齐排列，这时磁化达到饱和。图8-51是某单晶结构磁体磁化过程的示意图。
图 8-51 |
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磁矩和外磁场方向成较小角度的磁踌体积扩张和磁畴区磁矩的转向并不是逐渐进行的，而是在该磁畴处磁场达到一定强度时突然地进行的，这一过程发生在图8-47所示磁化曲线的段上，它反映了这一段过程的不可逆性。其内因是：当外磁场逐渐减弱到零值时，已被磁化的铁磁体内的各个磁畴由于受到阻碍它们转向的阻力，使它们不能逆原来的磁化规律恢复到磁化前的状态，从而使磁体内留有部分磁性，表现为剩磁现象。
根据铁磁质中存在磁畴的观点，可解释高温和振动的去磁作用。磁畴的形成是原子中电子自旋磁矩的自发有序排列，而在高温情况下，铁磁体中分子的热运动则要瓦解磁畴内磁矩有规则的排列，当温度达到临界温度时，磁畴全部被破坏，铁磁体也就转为普通的顺磁性物质。
现在，磁畴的结构和形状已能在实验中观察到。在磨光的铁磁质表面上撒一层极细的铁粉，因为磁畴的边界处存在着不均匀的强磁场，它将把铁粉吸引到磁畴的边界上去，用金相显微镜可以直接观察到粉末沿着磁畴的边界积聚形成某种图形（图8-52）。根据观察，磁畴的体积约为 数量级，其中约有 个原子。 |
图 8-52 |
总之，铁磁质中磁畴的存在是铁磁体磁化特性的内在根据，利用这个观点能解释铁磁体磁化过程所有特性，这说明磁畴理论是目前较成熟的理论。
5．铁磁性材料应用
铁磁性材料在工程技术上应用很广，但不同磁性材料的磁化性能各不相同，一种磁性材料是否适用于某种用途，工程上常常是依据它的磁滞回线来确定。根据磁滞回线的不同，可以将铁磁性材料区分为软磁材料和硬磁材料。
（1）软磁材料
软磁材料的特点是矫顽力小（ ）和磁滞损耗低。它的磁滞回线呈细长条形状（图8-53），磁滞特件不显著，可以近似地用它的起始磁化曲线来表示其磁化特性。这种材料容易磁化，也容易退磁，适用于交变磁场，可用来制造变压器、继电器、电磁铁、电机以及各种高频电磁元件的铁芯。
除上述金属软磁材料外，还有非金属软磁铁氧体，铁氧体是一种具有铁磁性的金属氧化物，例如锰锌铁氧体、镍锌铁氧体等，它们分别由几种氧化物的粉末混合压制成型再烧结而成，加工方便，成本低廉。就电特性来说，铁氧体的电阻率比金属、合金磁性材料大得多，而且还有较高的介电性能。铁氧体的磁性能还表现在高频时具有较高的磁导率。因而，铁氧体已成为高频弱电领域用途广泛的非金属磁性材料，例如半导体收音机中的磁棒和中周变压器里的磁芯就是用软磁铁氧体做的。由于铁氧体单位体积中储存的磁能较低，饱合磁化强度也较低（通常只有纯铁的 ），因而限制了它在要求较高磁能密度的低频强电和大功率领域的应用。
图 8-53 |
图 8-54 |
（2）硬磁材料
硬磁材料的特点是：矫顽力大（ ），剩磁也大。这种材料的磁滞回线所包围的面积肥大，磁滞特性显著（图8-54），因此硬磁材料经磁化后仍能保留很强的剩磁，并且这种剩磁不易消除。这种硬磁材料适合于制成永久磁铁，例如，磁电式电表、永磁扬声器、耳机、小型直流电机以及雷达中的磁
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为螺绕环单位长度的匝数。
相连接的探测线圈。测量方法是：先闭合图中的开关S，使环外线圈一中通有恒定的电流
时间内从
通过冲击电流计。利用冲击电流计可测出电荷量
两种不同的剩磁状态。通常计算机中采用二进位制，只有
和
两个数码，因此可用这种材料的两种剩磁状态（