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在材料科学的领域，它回类在「电子材料」裏面（与导电材料、尽缘体、半导体等并列）。但具有磁性之材料又涵盖金属材料、瓷材料，甚至於高分子材料。它的形态还包括块料（b1uk）、粉体（particulate）及薄膜（thin film）等。因此磁性材料本身为具有多元化角色的材料。
以物理学的观点来说，任材料都是磁性材料，也就是说，每一种材料都有一定的磁现象。有的在磁场会抵消一小部分磁场强度，呈现「反磁性」（diamagnetism），如铜；有的在磁场有微小的正感应，呈现「顺磁性」（paramagnetism），如空气；有的在磁场会感应产生很强的磁性量——称为磁化量（magnetization），呈现铁磁性（ferromagnetism，又称强磁性）或者亚铁磁性（ferrimagnetism，又称亚强磁性）等种类繁多。在产业上，只有具强磁性或亚强磁性的材料才能加以利用。但在物理、化学及医学上，其他类型的磁性也有很大的功用。最有趣的例子是，医学上利用人体器官分子的磁共振，可以迅速作完全身健康检查，由器官分子的「磁性」，可以检测病变之有无，所使用的设备叫做MRI（magnetic resonance imaging）。在此，只拟介绍产业应用价值较大的强磁性及亚强磁性材料（永久及暂时磁性材料；半永久性者种类及应用较少，限於篇幅不谈）。
磁性的由来
直到二十世纪以前，人们（包括科学家）对物质磁性的了解，不会比我们的老祖宗在数百、甚至於数千年前的了解好到那裏往。最近七十多年来，靠著很多受过
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密科学练习的物理家、化学家及数学家不断的努力，终能逐渐解开它神秘的面纱，一窥其全貌。让我们循著先哲的路线来了解磁性的起源。
由实验得知，两磁极间有相吸或相斥之力，称为磁力。因此由力的丈量，可以得知「磁」的大小。有力就会有力矩，因磁所起的力矩称为「磁矩」（magnetic moment）。早期科学家（例如法拉第、居里等人）尝试在磁场丈量物质所含磁矩之大小及其随温度变化的关系，从而发现不同物质的不同反应。一物体所含磁矩之量称为「磁化量」。单位磁场所能引起的磁化量称为「磁化率」（magneticsusceptibility），由磁化率对温度的定量关系，吾人便可定义反磁性、顺磁性及强磁性等的不同。但以如此？仍然没有答案。
首先，磁矩是什麼呢？若将磁铁一再分割，每一新得之颗粒皆为一新的磁铁，具有南、北（N、S）极，分割到最小而仍会保有N、S两极的即为磁矩。目前，我们已知电子自旋或公转，就造成此种最小单位（比如电流绕线圈活动造成磁场）。换句话说，磁矩就是电子运动（公转、自转），未被抵消的净量，亦即为磁陀（magnetic spin）之净值。除反磁性物质以外，所有其他物质在磁场都有或多或少的磁矩，可以定量地量测出来，很显然地它们都含有磁性的原子（分子）。那麼强磁性是怎麼来的呢？以同样含有磁性原子而有的是强磁性，有的却没有呢？
1907年，斯（Weiss）重复居理於1895年的实验，再配合数学家蓝古文（Langeuim）的理论，假设磁性「分子」（当时以为分子是物质之最小单位）
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间有相互作用，称为分子场（molecularfield），并大胆推断非强磁性物质之分子场很小，而强磁性物质之分子场非常大，大到足以使「分子」之磁矩同向排列而达饱和。温度高到居里点（编注：铁磁性物质由强磁性变为顺磁性时的温度，称为居里点）以上时，热能破坏了分子场的排列作用，使磁性「分子」混乱，即为顺磁性。
然则，以大部分铁、钴、镍等强磁性元素不会吸引别的铁、钴、镍呢？既然它们部已磁化到饱和，应可作为很强的永久磁铁才是啊。斯又提出另一个大胆假设，那就是物系为降低自由能以达安定化，会进步乱度。强磁性物质部自动分成很多小区域，称为磁区（magnetic domain）。在同一磁区磁化向是一致的，不同磁区间的磁化向不同且呈混乱化，故互相抵消，平常感觉不到它有磁性，只有在磁场加以磁化，打破磁区之混乱状态，才能感受到它的强磁性。后人的实验（1931年）印证此一「预言」（见图一），使斯名垂千古，其大胆假设、小心求证的治学态度更是为人津津乐道的原则。
1948年，斯的门生尼尔（Néel）继续他的研究，发现某些物质原子的磁矩受结晶格子影响很大，且分子场的作用很强，为负的，导致相邻原子列之磁化向相反。若大小相等则完全抵消，呈现「反强磁性」（antiferromagnetism）。若大小不等，则呈现「亚强磁性」；至此，物质之「磁」现象原理已大致揭晓，尼尔因而在1970年荣获诺贝尔物理奖。
磁性材料的磁现象由磁区之消长来决定。磁区与磁区之间的界面称为磁区壁
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（domain wall），其磁陀由一个向逐渐转至另一向，它很薄，只有数十至数百埃（?）。磁性材料的磁区壁假如能随外加磁场的变动而随时移动，该材料即是很轻易被磁化到饱和，也很轻易消磁；反之，假如想法阻碍磁区壁的运动，则被磁化到饱和后该材料便不易被消磁。前者呈现暂时磁性，后者呈现永久磁性。磁性材料学家的工作即在於：利用固态物理、材料工程学、物理冶金学、机械冶金学等学理或技术，控制磁性材料的成分、显微结构而使其性质合於所需。
永久磁性材料及其应用
磁性材料的优劣常以磁滞曲线（hysteresisloop，见图二），所呈现的数据表示之。图上OBs表磁化曲线，其上於原点的切线斜率称为初导磁率（initial permeability，μo），割线斜率代表特定的B／H（磁感应／磁场强度）比值，最大者即为最大导磁率（μm）。Bs点代表饱和磁感应（saturation induction）单位以千高斯（kG）表示；Br点为残留磁感应；Hc点称为保磁力或矫顽磁力〔coercive force，单位为Oe或kOe，1Oe相当於（1000／4π）A／m〕。在第二象限之磁滞曲线上任一点都代表一特定之B×H值（对B、H投影线所围面积），其最大者称为最大磁能积〔maximum energy product，简写为（BH）m，单位G. Oe，以百万倍表之则为MGOe〕。
永久磁性材料讲究Hc、Br及（BH）m愈大愈好，尤其（BH）m，它代表该磁铁磁化后所贮存在部的能量，（BH）m值愈大代表它愈能对外作功，就像永不枯竭的电池一样，若Hc够大（数千Oe以上），居里温度够高，它便不易被消（退）
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磁。工程上Hc＞200Oe者，便可称为永久磁铁。十九世纪末至二十世纪初，可用的永久磁铁只有淬火碳钢。碳钢淬火硬化，Hc即升高，愈硬者Hc愈高，故永久磁性又称「硬」磁性；反之退火软化者呈现暂时磁性，或「软」磁性。淬火钢Hc只有50～70Oe，（BH）m只有0.2～0.3MGOe。
1916年，科学家在碳钢添加Cr、W、Co，使Hc增至145～250Oe，（BH）m近於1MGOe，在当时是很大的突破。1931年日人三岛发明Fe-Ni-Al三元合金磁铁，Hc高达500Oe（BH）m则达1.4MGOe，打开近代永磁材料发展的大门。以Fe-Al-Ni为主，添加Co、Cu、Si、Ti等元素改进而成的Alnico合金，直到1970年以前一直是永久磁铁的主流。
材料科学家藉合金设计的法则，控制其相变化，使产生离相分解反应（spinodal decomposition）；并在磁场冷却，令分解所得之相沿磁场向生长而得异性很高的优秀磁铁，Hc达600～2000Oe，（BH）m为3～12MGOe间，可藉合金组成分及热处理而调整磁性材料的特性。时至本日，虽大量更新式或价廉之永磁已逐渐取而代之，但它极为稳定的磁性（可应用至500℃之高温，使它在某些特定的应用（如微波通讯）上，仍然不易遭淘汰。1970年代发明之Fe-Cr-Co永磁合金即采用Alnico之原理设计出来，其磁性亦与Alnico合金相当，笔者曾作过多年研究，图三即显示利用磁场热处理，使Fe28Cr-12Co-Ti合金的离相分解沿磁场向排列的情况。分解出来的颗粒均匀直径约300?，均匀长度约1200?，磁区壁在其之运动极其困难，故Hc值很高，成为永久磁铁。
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磁性材料的磁性及工程应用
