图15.2 磁化曲线:(a) 铁磁液体；(b)包含SPIONs的磁性纳米微球(由Fiona Byrne提供数据)
场把磁化率限制到1/N (见第2.2.6小节)。对分散良好的球形颗粒(N=1/3)，外部磁化率为3。因此在0.05一5 T磁场下，铁磁流体的磁化强度可以达到其饱和值(x=10)的90%。一些特殊的铁磁液体是将非球形、针状或板状纳米颗粒悬浮在液晶中构成的。
铁磁流体表现出一些奇异的性质。在垂直于表面的磁场下，为了在退磁场中尽量降低其能量，形成了峰状结构，在磁化趋近饱和时尤其明显。另外，对于浸入铁磁液体的物体，磁场可以调控其浮力 (见第15.3 节)。
铁磁流体的主要应用领域是密封。利用适当的磁体，把油基的铁磁流体放置在合适的位置可实现密封，如果是选用低蒸气压的油，就可构成旋转式真空密封。铁磁流体密封的应用包括分子泵轴承和真空系统的旋转贯穿件。在扬声器音圈中采用铁磁流体密封，可以提供阻尼和散热的通路。铁磁流体的其他用途还包括磁性墨水、磁悬浮和磁分离。
在油基液体中分散的铁磁性颗粒的另一种应用是磁流变液体。磁流变液体中的磁性颗粒具有微米尺寸，而且是多畴的，体积分数也比铁磁流体高很多，f~70%。当其中的颗粒被磁化时，其偶极相互作用也大许多。因此，施加磁场可以把黏滞系数增加好几个数量级这些磁流变体应用于机械离合器和悬挂系统中。一些典型的性质列举见表15.1。
超顺磁性氧化铁纳米颗粒 (SPION) 也可以分散在球形聚合物微珠中。已经发现这些微珠的各种诊断和治疗应用 (见第15.4 节)。它们的磁化曲线类似于铁磁流体。
15.2
磁电化学
磁学与电化学的交叉领域有两个不同的方向。一个是用电化学沉积方法制备磁性薄膜或涂层，另一个是磁场调控电化学过程。
15.2.1 电化学沉积
电化学沉积是一种常规的和成熟的制备铁磁金属及其合金如Co-Fe和Ni-Fe等的方法，尤其是制备坡莫合金。在电势给定的情况下溶质传输是电化学电流的主要制约因素，对电化学槽中的金属离子的水溶液 (包括一些特殊的用以提高电镀薄膜平整性的添加剂) 不断搅拌可以提高电镀效率。选择沉积的条件以确保水分解而在阴极析出的氢气不会破坏薄膜沉积的品质。只要外加电压超过还原电势，金属就会在阴极沉积。例
原子组成比例可能有很大差异。在沉积时施加外磁场，可以让制备的软磁薄膜具有易轴。这个效应与磁场退火相似——Fe-Fe原子取向平行于外磁场方向而产生了些许织构。
