磁滯現象指的是鐵磁性材料在磁化和退磁過程中,磁感應強度或磁化強度的變化總是滯后于外加磁場強度變化的不可逆物理行為,*核心的特點是材料能“記住"自己的磁化歷史。
把鐵、鎳、鈷這類鐵磁體放到外磁場中時,內部原本雜亂分布的微小磁疇會慢慢轉向,順著磁場方向排列。就算撤掉外磁場,一部分磁疇還是會保持原來的取向,讓材料留下剩磁;要是想讓它*全退磁,就得施加一個反向磁場,這個反向磁場的強度就是矯頑力。從開始磁化到*全退磁再回到初始狀態的整個循環過程,在B-H坐標系里會形成一條閉合的曲線,也就是磁滯回線,這條曲線包圍的面積和一個周期內的能量損耗成正比,損耗的能量會以熱能的形式釋放出來。
這種滯后現象的根源,在于鐵磁材料內部磁疇壁的移動和磁矩的轉動過程是不可逆的,得克服晶格缺陷帶來的能量阻礙,所以整個磁化退磁過程沒法原路返回。根據磁滯回線的寬窄,鐵磁材料可以分成不同類型:硬磁材料比如釹鐵硼,矯頑力高、剩磁大,一旦磁化就不容易退磁,常被用來做**磁鐵、硬盤存儲介質、磁卡等;軟磁材料像硅鋼、坡莫合金,矯頑力低、磁導率高,很容易被磁化也容易退磁,廣泛用在變壓器、電機的鐵芯上,能減少能量損耗;矩磁材料有著接近矩形的磁滯回線,適合做計算機里的磁記憶元件。
如今,磁滯現象不只是電磁設備設計時必須考慮的關鍵因素,還是硬盤、磁帶等磁存儲技術的物理基礎,同時在新型磁性材料研發、磁滯阻尼衛星姿態控制這類跨學科領域里,也一直發揮著重要作用。