为什么永磁可以做到永磁？
这个问题问得好！很多人对“永磁体”这个词总觉得有点神奇，似乎它能一直保持磁性，但又说不出个所以然。其实，所谓的“永磁”并非真的永远不变，而是在我们日常接触的有限时间内，其磁性损失极小，可以被认为是恒定的。这一切的背后，是材料本身的微观结构和特性在起作用。
要讲明白为什么永磁体能够“永磁”，咱们得从几个层面来聊：
1. 为什么会有磁性？—— 微观世界的“小磁铁”们
首先，我们要知道，磁性并非是凭空产生的。在构成物质的原子中，电子在绕着原子核运动，并且电子本身也具有一种叫做“自旋”的性质。这两个运动（轨道运动和自旋）都会产生微小的磁场，就像一个个微型指南针。
在大多数物质里，这些微小的磁场是杂乱无章的，它们的指向是随机的，相互抵消，所以整体上没有磁性。就好比一群人在屋子里乱走，大家都没往同一个方向走，那么整体来看，人群并没有一个集体的方向感。
2. 什么样的材料容易被“磁化”？—— 铁磁性物质
然而，有些特殊的材料，比如铁、钴、镍以及一些它们的合金，就表现出一种叫做“铁磁性”的特性。在这些材料中，原子的排列方式非常巧妙，使得它们产生的微小磁场（由电子自旋和轨道运动产生）会倾向于朝着同一个方向排列。
更进一步说，铁磁性物质内部并不是均匀的，而是由一些叫做“磁畴”的小区域组成。在一个磁畴里，所有的微小磁矩（可以理解为小磁铁的指向）都指向同一个方向。就像一支训练有素的军队，士兵们都朝着一个方向前进。
在没有外加磁场的情况下，这些磁畴的指向也可能是混乱的，所以整体上可能还是不显磁性的。
3. 永磁体的诞生—— 让“小磁铁”们听指挥，并且“锁定”
永磁体之所以能够“永磁”，关键在于它能够被强行磁化，并且在撤去外加磁场后，绝大部分的磁畴仍然能够保持原有的指向，并且难以被改变。
这个过程是怎么实现的呢？
外加强磁场： 我们需要用一个非常强大的外部磁场（比如通过线圈通大电流产生）去“招呼”铁磁性物质。这个强大的磁场会像一个指挥官一样，强制把材料内部那些杂乱的磁畴重新排列，让它们尽可能地朝着同一个方向排列。
磁畴的合并与生长： 在外加磁场的作用下，那些指向与外磁场方向一致的磁畴会“吞并”那些指向不一致的磁畴，变得越来越大；而指向不一致的磁畴则会缩小甚至消失。最终，整个材料可能只剩下一个或少数几个巨大的磁畴，它们都朝着外加磁场的方向指向。
“锁定”磁畴—— 这才是永磁的关键： 这就好像你给士兵们下达了命令，他们全部站成了整齐的队列。但是，如果命令一下完，士兵们就散了，那也不是什么军队。永磁体之所以是“永磁”，是因为它内部的这些磁畴一旦被排列整齐，就非常不容易被改变。
为什么不容易被改变呢？这涉及到材料的晶体结构和缺陷。
晶格的束缚： 永磁体通常是特定的合金，它们的原子排列形成一种特殊的晶体结构。这种结构就像一个精致的笼子，它限制了磁畴的“移动”和“翻转”。在某些方向上，磁畴的翻转需要克服巨大的能量壁垒，所以除非施加非常强大的外力（磁场），否则它们很难改变方向。
晶界和缺陷： 材料内部的晶界、原子空位、杂质等缺陷，也可能成为磁畴壁移动的“绊脚石”。磁畴壁就像是一条界线，它分隔着两个方向不同的磁畴。这些缺陷的存在使得磁畴壁难以顺畅地移动，从而“固定”了磁畴的排列方向。
4. 什么样的材料适合做永磁体？—— 高矫顽力的材料
在磁学上，我们用几个重要的参数来描述材料的磁化和退磁难易程度：
剩磁（Br）： 指的是在外加磁场撤去后，材料仍然能够保持的磁感应强度。这个值越大，说明磁化后留下的磁性越强。
矫顽力（Hc）： 指的是需要施加多大的反向磁场才能将材料的磁性完全消除到零。这个值越高，说明材料的磁性越“顽固”，越不容易被退磁。
永磁体之所以能够“永磁”，最核心的特性就是它具有很高的“矫顽力”。
想想看，你把一个小铁钉放在磁铁旁边，小铁钉也会被磁化，但你拿开磁铁后，它就不怎么显磁性了，这是因为它的矫顽力很低，磁畴很容易回到混乱的状态。而永磁体，例如钕铁硼（NdFeB）、钐钴（SmCo）等，它们的矫顽力非常高，即使你施加一个反向磁场，也需要非常大的强度才能把它的磁性消除掉。
所以，可以这样理解：
永磁体是那种一旦被强大的磁场“训练”好，将内部无数微小磁畴排列整齐后，由于其特殊的晶体结构和内部缺陷的“束缚”，使得这些磁畴能够长期稳定地保持同一个方向，对外表现出持续的磁性。这种“不轻易改变方向”的特性，就是我们所说的“高矫顽力”，也是它能够被称为“永磁”的根本原因。
当然，任何物质的性质都会随时间、温度、环境等因素发生变化。永磁体在极端条件下（比如极高的温度会破坏其晶体结构，使其退磁；或者受到非常强的反向磁场冲击）其磁性还是会减弱。但对于我们日常使用的各种电器、设备来说，这种磁性损失是极其微量的，可以忽略不计，所以我们才称之为“永磁”。
总而言之，永磁体并非是“永不退磁”的神奇物质，而是利用了特定材料在微观结构上能够“锁定”磁畴方向的特性，使得它在正常使用环境下能够长时间保持高水平的磁性。这一切的背后，是材料科学家们对物质磁性本质的深入理解和巧妙设计。
要讲明白为什么永磁体能够“永磁”，咱们得从几个层面来聊：
1. 为什么会有磁性？—— 微观世界的“小磁铁”们
首先，我们要知道，磁性并非是凭空产生的。在构成物质的原子中，电子在绕着原子核运动，并且电子本身也具有一种叫做“自旋”的性质。这两个运动（轨道运动和自旋）都会产生微小的磁场，就像一个个微型指南针。
在大多数物质里，这些微小的磁场是杂乱无章的，它们的指向是随机的，相互抵消，所以整体上没有磁性。就好比一群人在屋子里乱走，大家都没往同一个方向走，那么整体来看，人群并没有一个集体的方向感。
2. 什么样的材料容易被“磁化”？—— 铁磁性物质
然而，有些特殊的材料，比如铁、钴、镍以及一些它们的合金，就表现出一种叫做“铁磁性”的特性。在这些材料中，原子的排列方式非常巧妙，使得它们产生的微小磁场（由电子自旋和轨道运动产生）会倾向于朝着同一个方向排列。
更进一步说，铁磁性物质内部并不是均匀的，而是由一些叫做“磁畴”的小区域组成。在一个磁畴里，所有的微小磁矩（可以理解为小磁铁的指向）都指向同一个方向。就像一支训练有素的军队，士兵们都朝着一个方向前进。
在没有外加磁场的情况下，这些磁畴的指向也可能是混乱的，所以整体上可能还是不显磁性的。
3. 永磁体的诞生—— 让“小磁铁”们听指挥，并且“锁定”
永磁体之所以能够“永磁”，关键在于它能够被强行磁化，并且在撤去外加磁场后，绝大部分的磁畴仍然能够保持原有的指向，并且难以被改变。
这个过程是怎么实现的呢？
外加强磁场： 我们需要用一个非常强大的外部磁场（比如通过线圈通大电流产生）去“招呼”铁磁性物质。这个强大的磁场会像一个指挥官一样，强制把材料内部那些杂乱的磁畴重新排列，让它们尽可能地朝着同一个方向排列。
磁畴的合并与生长： 在外加磁场的作用下，那些指向与外磁场方向一致的磁畴会“吞并”那些指向不一致的磁畴，变得越来越大；而指向不一致的磁畴则会缩小甚至消失。最终，整个材料可能只剩下一个或少数几个巨大的磁畴，它们都朝着外加磁场的方向指向。
“锁定”磁畴—— 这才是永磁的关键： 这就好像你给士兵们下达了命令，他们全部站成了整齐的队列。但是，如果命令一下完，士兵们就散了，那也不是什么军队。永磁体之所以是“永磁”，是因为它内部的这些磁畴一旦被排列整齐，就非常不容易被改变。
为什么不容易被改变呢？这涉及到材料的晶体结构和缺陷。
晶格的束缚： 永磁体通常是特定的合金，它们的原子排列形成一种特殊的晶体结构。这种结构就像一个精致的笼子，它限制了磁畴的“移动”和“翻转”。在某些方向上，磁畴的翻转需要克服巨大的能量壁垒，所以除非施加非常强大的外力（磁场），否则它们很难改变方向。
晶界和缺陷： 材料内部的晶界、原子空位、杂质等缺陷，也可能成为磁畴壁移动的“绊脚石”。磁畴壁就像是一条界线，它分隔着两个方向不同的磁畴。这些缺陷的存在使得磁畴壁难以顺畅地移动，从而“固定”了磁畴的排列方向。
4. 什么样的材料适合做永磁体？—— 高矫顽力的材料
在磁学上，我们用几个重要的参数来描述材料的磁化和退磁难易程度：
剩磁（Br）： 指的是在外加磁场撤去后，材料仍然能够保持的磁感应强度。这个值越大，说明磁化后留下的磁性越强。
矫顽力（Hc）： 指的是需要施加多大的反向磁场才能将材料的磁性完全消除到零。这个值越高，说明材料的磁性越“顽固”，越不容易被退磁。
永磁体之所以能够“永磁”，最核心的特性就是它具有很高的“矫顽力”。
想想看，你把一个小铁钉放在磁铁旁边，小铁钉也会被磁化，但你拿开磁铁后，它就不怎么显磁性了，这是因为它的矫顽力很低，磁畴很容易回到混乱的状态。而永磁体，例如钕铁硼（NdFeB）、钐钴（SmCo）等，它们的矫顽力非常高，即使你施加一个反向磁场，也需要非常大的强度才能把它的磁性消除掉。
所以，可以这样理解：
永磁体是那种一旦被强大的磁场“训练”好，将内部无数微小磁畴排列整齐后，由于其特殊的晶体结构和内部缺陷的“束缚”，使得这些磁畴能够长期稳定地保持同一个方向，对外表现出持续的磁性。这种“不轻易改变方向”的特性，就是我们所说的“高矫顽力”，也是它能够被称为“永磁”的根本原因。
当然，任何物质的性质都会随时间、温度、环境等因素发生变化。永磁体在极端条件下（比如极高的温度会破坏其晶体结构，使其退磁；或者受到非常强的反向磁场冲击）其磁性还是会减弱。但对于我们日常使用的各种电器、设备来说，这种磁性损失是极其微量的，可以忽略不计，所以我们才称之为“永磁”。
总而言之，永磁体并非是“永不退磁”的神奇物质，而是利用了特定材料在微观结构上能够“锁定”磁畴方向的特性，使得它在正常使用环境下能够长时间保持高水平的磁性。这一切的背后，是材料科学家们对物质磁性本质的深入理解和巧妙设计。
网友意见
当然不是永远有磁性。只是相对而言磁性可以保持比较长的时间而已。
磁性来源于原子磁矩的有序排列，是一个低熵的状态，维持这种状态的能量源自于磁性材料内部原子轨道之间的交换作用。
熵总是会增加的，而且外界的扰动会加速这个过程，比如温度、外磁场。只有在一个绝对零度的绝热环境下，才有可能实现真·永磁吧。
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