2.2.4　决定磁畴结构的能量类型之四

——磁致伸缩能

铁磁性物质在外磁场作用下，其尺寸伸长（或缩短），去掉外磁场后，其又恢复原来的长度，这种现象称为磁致伸缩现象（或效应）。磁致伸缩效应可用磁致伸缩系数（或应变）λ来描述，λ=（lH-l0）/ l0，式中，l0为原来的长度;lH为物质在外磁场作用下伸长（或缩短）后的长度。一般铁磁性物质的λ很小，约为百万分之一，通常用×10-6代表。例如金属镍（Ni）的λ约40×10-6，如图2-11所示。

图2-11　铁、钴、镍铁磁性元件的磁致伸缩特性

　　

磁致伸缩是以分数表示的相对伸长（或相对收缩），图中它是微米每米为单位表示的

发生磁致伸缩的原因是磁性离子之间的相互作用能随磁性离子的间距及磁矩的取向而变化，于是当磁矩取向改变时，磁性离子的间距将发生变化，以调整其磁相互作用能，使整个系统的能量回到极小值。在技术磁化过程中，磁畴结构改变并趋向同一方向时，便能观察到磁致伸缩的宏观效应。

图2-12表示铁、钴、镍铁磁性元件的磁致伸缩特性；图2-12表示立方磁性材料的磁致伸缩情况，在不同晶向上，无论磁致伸缩是负的(a)还是正的（b），都会将磁性材料的磁畴壁拉开距离，而较小的磁畴尺寸结构(c）可降低磁致伸缩应力。

图2-12　立方磁性材料的磁致伸缩

利用磁致伸缩效应，人们研发了一系列磁致伸缩材料，主要有磁致伸缩合金、铁氧体磁致伸缩材料和稀土金属间化合物磁致伸缩材料。