Магнитные материалы

Антиферромагнетики

Ферримагнетики

К ферримагнетикам относится группа веществ, у которых, как у ферромагнетиков имеется доменная структура, однако у ферримагнетиков внутри домена имеется преимущественная ориентация спинов электронов. По своим магнитным свойствам они аналогичны ферромагнетикам. Значительная часть ферримагнетиков (ферритов) — это диэлектрические или полупроводниковые кристаллы, содержащие магнитные атомы различных элементов: Fe₃O₄, MgFe₂O₄, многочисленные минералы (ферриты-шпинели, ферриты-гранаты и т.д.).

Антиферромагнетики, как и ферромагнетики, имеют доменную структуру, однако спины электронов внутри домена ориентированы антипаралленьно друг другу. Такая ориентация охватывает попарно соседние атомы. В результате магнитная восприимчивость антиферромагнетика близка к нулю — они ведут себя как крайне слабые парамагнетики. У антиферромагнетиков также существует температурная точка, выше которой происходит разрушение доменов. Эта температура называется точкой Нееля.

Примеры антиферромагнетиков: MnO, MnS, MnF₂, FeF₂, FeCl₂, FeO, CrSb, Cr₂O₃; некоторые редкоземельные элементы и др. Число известных антиферромагнетиков приближается к тысяче.

Магнитные материалы — вещества, магнитные свойства которых обусловливаю их широкое применение в электротехнике, автоматике, телемеханике, приборостроении (постоянные магниты, статоры и роторы электрических генераторов, датчики, магнитные запоминающие устройства).

Рис. 19.8

По легкости намагничивания и перемагничивания магнитные материалы подразделяют на магнитотвердые и магнитомягкие материалы. Соответствующие петли гистерезиса показаны на рис. 19.8, а и б.

К магнитотвердым материалам относятся ферро- и ферримагнетики, которые намагничиваются до насыщения и перемагничиваются в сравнительно сильных магнитных полях напряженностью H~10³-10⁴ А/м. Эти материалы характеризуются высокими значениями коэрцитивной силы и применяются в качестве постоянных магнитов.

К магнитомягким материалам относятся ферромагнетики, которые намагничиваются до насыщения и перемагничиваются в относительно слабых магнитных полях напряженностью H~8-800 А/м. Эти материалы характеризуются большими значениями магнитной проницаемости m_max~10³-10⁶ и малыми значениями коэрцитивной силы H_c~0,8–8 А/м. Потери энергии на перемагничивание малы, поэтому эти материалы применяют как сердечники катушек и трансформаторов.

Особый класс представляют магнитострикционные материалы, применяемые для изготовления магнитострикционных преобразователей электромагнитной энергии в механическую, и обратно. Магнитострикционные преобразователи применяются как излучатели акустических и ультразвуковых колебаний, датчики давления, фильтры, резонаторы, стабилизаторы частоты.

Лекція 31.

Дата добавления: 2015-06-04