2.2.3　决定磁畴结构的能量类型之三

——磁晶各向异性能

单晶体中原子排列的各向异性往往会导致其许多物理和化学性能具有各向异性，磁性为其中一种。单晶体沿不同晶轴方向上磁化所测得的磁化曲线和磁化到饱和的难易程度不同。即，在某些晶轴方向的晶体容易磁化，而沿某些晶轴方向不容易磁化，这种现象称为磁晶各向异性。

通常最容易磁化的晶轴方向称为易磁化方向，所在的轴称为易磁化轴；最难磁化的是难磁化方向和难磁化轴。在三种铁磁体元素中Fe为立方体（bbc）结构(图2-9），其〈100〉的3个轴为易磁化轴，〈111〉的4个轴为难磁化轴（如图2-10所示）；Ni为面心立方（fcc）结构，其中〈111〉的4个轴为易磁化轴，其〈100〉的3个轴为难磁化轴；Co为密排六方（hcp）结构，其[0001]为易磁化轴，其〈1120〉的3个轴为难磁化轴。

图2-9　铁(bcc)中的磁晶各向异性能（铁在<100>方向比在<III>方向更易被磁化）

图2-10　Fe的晶体结构及易磁化轴和难磁化轴

对于铁磁性单晶体来说，未加外部磁场时，其自发磁化方向与其易磁化轴方向一致，要使自发磁化方向从易磁化轴方向向其他方向旋转，必须要施加外部磁场，即需要能量。或者说晶体在磁化过程中沿不同晶轴方向所增加的自由能不同，通常沿易磁化轴方向最小，沿难磁化轴方向最大。我们称这种与磁化方向有关的自由能为磁晶各向异性能。

若仅从磁晶各向异性能角度看，其小，对作为软磁材料有利，其大,对作为硬磁材料有利。取决于晶体结构，不同晶体学方向的磁晶各向异性的差异是不同的。体心立方的差异最小，因此纯铁多作为软磁材料使用；密排六方的差异最大，因此钴多作为硬磁材料使用。