科学|日月流逝，磁铁会失去磁性吗？背后的科学原理
随着时间的推移 ， 由于温度变化、机械损伤、腐蚀和不适当的储存 ， 永磁体确实会失去可忽略不计的磁性 。
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【科学|日月流逝，磁铁会失去磁性吗？背后的科学原理】
众所周知 ， 附着在冰箱上磁铁会在几年后脱落 ， 随着时间的推移 ， 玩具上的磁铁也会失去其强度 。 实际上 ， 所谓的“永磁铁”并不是真正的永久 。 退磁——降低或消除磁体磁性的过程 ， 通常是人为完成的 ， 但也可以自然发生 。
极端的温度波动、由于机械损坏造成的体积损失、不适当的储存、磁滞损耗和腐蚀都会导致磁铁失去磁性 。
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时光会打磨掉磁铁的磁性原子磁矩与物体磁性
在我们进一步了解磁铁如何失去磁性之前 ， 让我们先试着了解磁铁如何产生磁性 。
电磁力是自然界四种基本力之一 ， 是带电亚原子粒子运动的结果 ， 尤其是电子 。 这些带负电的粒子不断地围绕原子核旋转 ， 同时也在自转 。 这两种运动中的后一种 ， 被称为电子自旋 ， 是一种内在的性质 ， 在很大程度上促成了吸引力或排斥力的产生 ， 我们称之为磁力 。
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简单地说 ， 电子的公转和自转被认为产生了电流(电子流) ， 这使得单个电子像微小的磁铁一样工作(电磁) 。 每一个电子都产生它们自己的磁偶极矩 ， 分别是轨道磁偶极矩和自旋磁偶极矩 ， 并结合起来产生一个净原子磁偶极矩 。
尽管质子和中子也绕着它们的轴旋转 ， 增加了原子的净磁矩 ， 但是它们产生的磁矩比电子小1000倍 ， 因此可以忽略不计 。
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电子的运动是磁性产生的主要原因
每一个电子都可以看做是一个微小的磁铁 ， 而物体中都包含数万亿个电子 ， 理应每一个物体都有磁性才对 ， 为什么我们周围的一切都不是磁性的呢？答案是：微观电子产生的磁矩相互抵消 ， 宏观物体不显磁性 。
根据泡利不相容原理 ， 同一个轨道壳层中的电子具有相反的自旋方向 ， 因此会抵消彼此的磁矩 。 在某些元素中 ， 如铁和钴(铁磁性材料) ， 最终的价态电子层只有一半被填满 ， 含有未成对电子 。
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由于没有自旋方向相反的电子来中和它们 ， 这些未成对电子共同赋予原子以磁力 。
当形成晶体时 ， 金属原子可以把它们的磁矩排列在同一个方向 ， 也可以不排列 ， 这取决于能量大小 ， 会以能量较低的方式排列 。 单个磁矩相互平行的区域称为磁畴 ， 磁畴和单个原子对外加磁场的响应构成了各种磁性材料分类的基础 。
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铁磁材料中的磁畴在存在外部磁场的情况下自行排列 ， 从而形成永久磁铁 。 是什么导致磁力的损失？
磁性材料不是真正的磁性材料 ， 除非它的磁畴精确排列；任何单个磁畴方向的改变都会导致净磁场强度的损失 。 各种自然因素可以促使这些磁畴随机排列 ， 最常见和最具破坏性的是高温加热 。
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宏观物体虽然表面上看起来平静无常 ， 但在微观层面上 ， 原子却在不停地振动 。 振动的程度取决于它们的能量状态 ， 而能量状态又取决于温度 。 温度的任何微小波动都会影响原子振动的强度 ， 从而影响总的磁场强度 。 温度的降低会放大磁铁的磁力 ， 而温度的升高会对其产生不利影响 。
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