Vật liệu từ tính như các chất sắt từ và hợp chất hoá học ferít là loại có giá trị lớn trong kỹ thuật điện. Nguyên nhân gây nên từ tính của vật liệu là các điện tích luôn luôn chuyển động ngầm theo các quỷ đạo kín tạo nên những dòng điện vòng. Cụ thể hơn là sự quay của các điện tử xung quanh trục của chúng–spin điện tử và quay theo quỹ đạo của các điện tử trong nguyên tử. Hiện tượng sắt từ là do một số vật liệu ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ Quyri (nhiệt độ đạt tới một mức ngưỡng, nếu nhiệt độ vượt qua mức này thì các vật liệu sẽ mất tính từ tính) đã phân sẵn thành những vùng vĩ mô mà trong từng vùng ấy các spin điện tử đều định hướng song song với nhau (phân cực tự nhiên). Các vùng ấy gọi là đômen từ.
Tính chất đặc trưng cho trạng thái sắt từ của các chất có độ nhiễm từ tự phát ngay khi không có từ trường ngoài. Mặc dù trong chất sắt từ có những vùng từ hoá tự phát, nhưng đomen từ của các đomen lại có hướng rất khác nhau, điều đó rút ra định luật tối thiểu năng lượng tự do. Từ thông ở không gian bên ngoài vật liệu bằng không. Kích thước đômen của một số vật liệu cỡ 10-2-10-6cm3, với bề dày lớp giới hạn giữa chúng bằng khoảng vài chục đến vài trăm lần khoảng cách của các nguyên tử. Còn các vật liệu tinh khiết có đômen lớn hơn.
Quá trình từ hoá vật liệu sắt từ dưới ảnh hưởng của từ trường bên ngoài gồm các hiện tượng sau:
• Tăng thể tích của các đomen có mômen từ tạo với hướng từ trường góc nhỏ nhất và giảm kích thước của các đomen khác (quá trình chuyển dịch mặt phân cách của các đomen).
• Quay các véctơ mômen từ hoá theo hướng từ trường ngoài (quá trình định hướng).
Độ từ thẩm là tỉ số của đại lượng cảm ứng từ B và cường độ từ trường H ở điểm xác định trên đường cong từ hoá cơ bản trong hệ SI hằng số μ0 = 4п.10-7H/m. Trên hình a trục dọc bên trái đặt giá trị cảm ứng từ tính theo
gaus, bên phải tính theo hệ SI–Tesla (T); 1 gaus =10 T. Trên trục ngang là cường độ từ trường H đơn vị ơcstét, theo hệ SI là A/m; 1ơcstét = 79,6A/m. Việc tính đổi các trị số của cảm ứng từ hoặc cường độ từ trường từ thứ nguyên của một hệ đơn vị này sang đơn vị khác rất đơn giản nên ta có thể dẫn các đặc tính của các vật liệu từ trong một hệ thống đơn vị.
đường cong từ hoá a, và độ từ thẩm b,
1: sắt đặc biệt tinh khiết; 2: sắt tinh khiết (99,98%Fe); 3: sắt kỹ thuật tinh khiết (99,92%Fe); 4: Pécmalôi (78%Ni);
5: Niken; 6: hợp kim sắt-niken (26%Ni)
Độ tự thẩm của vật liệu sắt từ phụ thuộc vào nhiệt độ, trị số lớn nhất đạt được ứng với nhiệt độ điểm Quyri. Đối với sắt tinh khiết điểm Quyri khoảng 7690C, niken -3580C, côban 11310C. Khi nhiệt độ vượt quá điểm Quyri các vùng từ hoá tự phát bị phá huỷ do chuyển động nhiệt, vì vậy vật liệu sẽ mất từ tính.
Sau đây giới thiệu một số vật liệu dẫn từ:
• Vật liệu dẫn từ mềm.
• Vật liệu dẫn từ cứng.
• Một số vật liệu có công dụng đặc biệt.