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Magnetic susceptability of various materials

MaterialXm
Aluminium2.3*10-5
Bismuth-1.66*10-5
Copper-0.98*10-5
Diamond-2.2*10-5
Gold-3.6*10-5
Magnesium1.2*10-5
Mercury-3.2*10-5
Silver -2.6*10-5
Sodium-0.24-5
Titanium7.06*10-5
Tungsten6.8*10-5
Hydrogen(1 atm)-9.9*10-9
Carbondioxide(1 atm)-2.3*10-9
Nitrogen(1 atm)-5.0*10-9
Oxygen2090-9

This tool will help you Know about the magnetic suspectability of materials.

材料磁化率数值对照

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最后更新: · 公式与示例已人工校对

磁化率 χm 描述一种材料在外磁场下被磁化的难易程度:正值表示被吸引,负值表示被排斥。这个页面按材料列出实测的 χm 数值,从铝、钛这类顺磁体到铜、铋这类抗磁体都有,还包含几种常压气体。做磁屏蔽选材、判断零件会不会被磁铁吸、区分顺磁与抗磁行为时,直接查这张表比查手册快。

使用方法

  1. 在表格的「Material」列找到目标材料,读同一行的「Xm」值,即体积磁化率,无量纲。
  2. 正值的材料是顺磁体,会被磁铁微弱吸引;负值是抗磁体,会被微弱排斥。
  3. 要换算成相对磁导率,用 μr = 1 + χm;例如铝的 2.3e-5 对应 μr = 1.000023。
  4. 表中气体标注了 1 atm,说明数值与压力有关;固体数值基本与压力无关。
  5. 同一材料不同纯度、不同热处理状态的 χm 会有差异,精密计算要用手册中对应牌号的值。

计算公式

相对磁导率 μr = 1 + χm χm 为体积磁化率,无量纲,抗磁体为负值
磁化强度 M = χm × H H 为外磁场强度(A/m),M 为磁化强度(A/m)
磁化率与磁化系数 κ = χm ÷ ρ κ 为比磁化率(m³/kg),ρ 为密度,用于按质量比较
分类判据 χm 大于 0 为顺磁,小于 0 为抗磁 铁磁体的 χm 可达 1e3 以上,不在这张表的量级内

计算示例

铝的 χm = 2.3e-5,求相对磁导率
  1. μr = 1 + 2.3e-5
  2. μr = 1.000023
结果:μr 约 1.000023,与真空几乎无差别
铜的 χm = −0.98e-5,判断磁化方向
  1. χm 为负,属于抗磁体
  2. M = χm × H,与 H 反向
结果:磁化强度方向与外磁场相反,表现为微弱排斥
在 H = 1e5 A/m 的场中,钛的磁化强度
  1. M = 7.06e-5 × 1e5
  2. M = 7.06 A/m
结果:约 7.06 A/m,仍远小于铁磁材料的量级

要点与常见误区

  • 磁化率是无量纲的纯数,不要加单位;写成「2.3e-5 H/m」是把磁化率与磁化系数混为一谈。
  • 抗磁体的负值很小,铜的 −0.98e-5 意味着在 1e5 A/m 的场里磁化强度只有 −0.98 A/m,日常完全感觉不到。
  • 铁、钴、镍这类铁磁材料不在表内,它们的 χm 可达几百到几千,且随磁场非线性变化,不能用同一个常数描述。
  • 表中气体标注 1 atm,气体磁化率与分子数密度成正比,压力降低一半数值也近似减半。
  • 数值量级都在 1e-5 上下,比较时看指数位即可;铝 2.3e-5 与钛 7.06e-5 差三倍,但都远小于 1。

常见问题

磁化率是正数说明什么?
说明材料是顺磁体,内部磁矩会顺着外磁场方向排列,被磁铁微弱吸引。数值越大顺磁性越强,但 1e-5 量级仍然弱到日常难以察觉。
为什么铜和铋是负的?
它们是抗磁体,外磁场会在原子中感生出与外场方向相反的环流,产生反向磁矩。所有物质都有抗磁分量,只是在顺磁和铁磁材料中被更强的效应掩盖了。
磁化率和磁导率是什么关系?
μr = 1 + χm。真空 χm = 0、μr = 1;顺磁体 χm 略大于 0,μr 略大于 1;抗磁体 χm 略小于 0,μr 略小于 1。

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