ПРОЦЕСС НАМАГНИЧИВАНИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

В техническом плане в качестве магнитных ма­териалов больший энтузиазм представляют ферро-, антиферро- и ферримагнетики. Невзирая на различия в стро­ении и магнитных свойствах, при их помещении во внеш­нее магнитное поле процессы ориентации магнитных мо­ментов характеризуются одними и теми же закономернос­тями, т.е. процессы их намагничивания подобны. По­этому ПРОЦЕСС НАМАГНИЧИВАНИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ нет необходимости рассматривать их раздельно, кроме особенных случаев.

Особенностью всех магнитных материалов, либо просто магнетиков, является их доменная структура. Домен—это макроскопическая область с магнитным моментом определенного направления либо же область спонтанного намагничивания до насыщения. Размеры доменов от 10-2 до 10-6 мм3, что составляет ~ 0,1 мм по ширине в ПРОЦЕСС НАМАГНИЧИВАНИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ 2-ух направлениях и ~ 1...10 мм по длине. Домены разделены друг от друга переходными слоями, именуемыми стенка­ми, размер которых 10-2 …10-6мм. В этих переходных слоях ориентация магнитных моментов равномерно изменяется от 1-го направления к другому, соответственному сосед­нему домену.

В принципе домен может рассматриваться как магнит­ный диполь, а доменная структура — как ПРОЦЕСС НАМАГНИЧИВАНИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ набор диполей, разбитых переходными стенами.

Схематично доменная структура и магнитный атомный порядок магнетиков представлены на рис. 2.

Рис. 2. Доменная структура магнетиков:

а — ферромагнетики; б — антиферромагнетики; в — ферримаг­нетики

При отсутствии наружного магнитного поля отдельные домены со своим своим направлением магнитного момента размещены хаотически, их моменты взаимно компенсируются и результирующее внутреннее ПРОЦЕСС НАМАГНИЧИВАНИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ магнитное поле равно нулю. При помещении магнетика во наружное магнитное поле происходит его намагничивание, что вы­ражается в изменении доменной структуры. По современ­ным представлениям, изменение доменной структуры во наружном магнитном поле может происходить или за счет вращения магнитных диполей, или за счет смещения сте­нок доменов. В реальных магнетиках оба эти ПРОЦЕСС НАМАГНИЧИВАНИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ процесса ча­сто происходят сразу.

Процесс намагничива­ния характеризуется зави­симостью магнитной ин­дукции В от напряженно­сти наружного поля Н (рис.3), которую принято на­зывать кривой первона­чального намагничива­ния. Она позволяет про­анализировать ход про­цесса намагничивания.

Рис. 3. Кривая намагничивания магнетика

При слабеньких наружных полях ПРОЦЕСС НАМАГНИЧИВАНИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ (участок I) намаг­ничивание начинается за счет ориентации магнитных моментов доменов, имеющих малый угол с на­правлением наружного поля. Потом происходит смещение границ доменов, у каких направления моментов близки к направлению наружного поля. При всем этом их объем увели­чивается за счет уменьшения объемов доменов, достаточ­но очень отличающихся по направлению ПРОЦЕСС НАМАГНИЧИВАНИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ магнитного мо­мента от направления поля. Принято считать, что учас­ток I характеризуется смещением доменных границ, а про­цесс намагничивания является обратимым, т.е. при сня­тии наружного поля доменная структура ворачивается в начальное состояние.

На участке II происходит вращение магнитных момен­тов доменов, в итоге которого все магнитные ПРОЦЕСС НАМАГНИЧИВАНИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ диполи ориентируются по направлению наружного поля. На таковой поворот диполей тратится полностью определенная энергия, которая пропорциональна углу поворота, изменяющемуся в границах от 90 до 180°. После снятия магнитного поля домены будут стремиться возвратиться в начальное состояние, что и происходит, если отклонение диполей от начального состояния было маленьким. При довольно огромных ПРОЦЕСС НАМАГНИЧИВАНИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ от­клонениях домены могут не возвратиться в начальное состоя­ние. Это новое состояние будет охарактеризовывать остаточ­ную намагниченность вещества.

На участке III процесс намагничивания происходит за счет дополнительной ориентации спиновых моментов от­дельных электронов повдоль поля. Для этого участка время от времени употребляют понятие перемагничивания с направления легкого ПРОЦЕСС НАМАГНИЧИВАНИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ намагничивания в направление сложного намаг­ничивания, что соответствует режиму насыщения магне­тика, когда все магнитные моменты и доменов, и отдель­ных атомов сориентированы по полю.

Сейчас разглядим систематизацию магнентиков более тщательно. Начнем с магнитомягких материалов для неизменных и низкочастотных магнитных полей.

Тема №13


procedura-2-kakie-mi-v-kontakte-s-drugimi-lyudmi.html
procedura-diagnostiki-na-pribore-modeli-ac-9k.html
procedura-formirovaniya-uvedomleniya-o-neobichnoj-operacii.html