magnetisaatio

Magnetisaatio on ilmiö, jossa materiaalin magneettiset momentit asettuvat ulkoisen magneettikentän vaikutuksesta siten, että aineeseen syntyy magneettinen tila. Magnetisaatio voi olla tilapäistä, kun kenttä on päällä, tai pysyvää, jos materiaali säilyttää magnetoitumisensa myös kentän poistuessa. Eri materiaalit suhtautuvat magnetisaatioon eri tavoin: ferromagneettiset ja ferrimagnettiset magnetoituvat voimakkaasti, paramagneettiset heikosti, ja diamagneettiset vastustavat kenttää.

Ferromagneettisissa ja ferrimagnettisissa aineissa magneettiset momentit muodostavat domain-alueita, joiden suuntia ulkoinen kenttä voi muuttaa. Kentän kasvaessa domainien reorientaatio ja sisäiset vuorovaikutukset johtavat suureen magnetisaatioon. Magnetisaatio kuvataan tilavuusyksikössä M (A/m). Magneettinen induktio B liittyy magneettikenttään H sekä magnetisaatioon kaavalla B = μ0(H + M).

Siirtymät magnetisaatiossa ovat epälineaarisia ferromagneettisissa aineissa. Pienissä kentissä M voi kasvaa lineaarisesti suhteessa H, M = χH, missä χ on magneettinen susceptiibiliteetti. Ferromagneettisten materiaalien magnetisaatio voidaan kuitenkin katsoa hysteresis-käyrän kautta, joka kuvaa saturaation Ms-arvoa ja koercitiivisuutta Hc. Lämpötilalla on keskeinen rooli: Curie- tai Neélin lämpötilan yläpuolella ferromagneettinen järjestys häviää.

Sovelluksia ovat magnetoituneet materiaalit sähkömoottoreissa ja generaattoreissa, tallennuslaitteissa sekä monissa mittaus- ja tutkimusmenetelmissä. Magnetisaation tuntemus on keskeinen osa materiaalitutkimusta sekä elektroniikan ja energiateknologian kehitystä.