磁鐵與居里溫度

術語“居里溫度(Tc)”或“居里點”在討論磁鐵和磁性時經常被提及。居里溫度與材料在失去磁性之前能達到的最高溫度有關。當達到磁性材料的居里溫度時，材料中的自發磁化作用降至零。此時，材料不再是鐵磁性材料，而是順磁性材料。

這個溫度標記以法國物理學家皮埃爾·居里(Pierre Curie，1859-1906)的名字命名。皮埃爾·居里于1895年發現了將磁性變化與溫度聯系起來的定律。

解釋鐵磁性材料和順磁性材料之間的區別，首先要回到材料中最初產生的磁力。一種物質的磁矩(原子內部的偶極矩，源于電子的自旋和角動量)決定了磁力。不同的材料具有獨特的本征磁矩結構，這些本征磁矩的排列取決于溫度。

達到居里溫度的磁鐵

當磁性材料達到居里溫度時，其內稟磁矩的方向發生變化，從而達到臨界點。

材料只有在特定方向上磁矩對齊時才具有磁性。當一組無序磁矩在外加磁場中被強制對齊時，就會產生感應磁性。當磁性材料達到居里溫度時，磁矩的排列就會變得無序。因此，隨著工作溫度的升高，并朝著材料的居里溫度移動，材料的磁性強度會因力矩偏移而減弱。一般來說，磁鐵暴露在較高溫度下時較弱。

居里點對應用的重要性

在為特定應用選擇磁鐵時，了解最高工作溫度是考慮的幾個關鍵因素之一。如果實際工作溫度高得多，在室溫下選擇具有最佳磁場的磁鐵是毫無意義的。事實上，工作溫度可能超過磁鐵的居里溫度，導致退磁。

磁鐵的溫度限制

AlNiCo(鋁、鎳和鈷)磁體可承受450-900°C之間的最高工作溫度。釤鈷(SmCo)磁體是一種強大的稀土磁體，在250-350°C之間保持磁性。標準釹稀土磁體(NdFeB)在最高工作溫度為80°C的高溫環境中性能較差。特殊的高溫釹磁體在140-200°C的溫度下保持磁性。世界上最常用的磁性材料陶瓷鐵氧體的最高工作溫度高達300°C。