Общие сведения о магнитных сввойствах материалов

В качестве магнитных м-лов техническое зн-е имеют ферромагнитные в-ва и ферримагнитные соединения (ферриты). Магнитные св-ва м-лов обусловлены внутренними скрытыми формами движения эл. зарядов, представляющими собой эл. круговые токи. Такими круговыми токами являются: вращение электронов вокруг собственных осей – электронные спины и орбитальное вращение электронов в атомах. Явление ферромагнетизма связано с образованием внутри некоторых м-лов ниже опр. т-ры (точки Кюри) таких кристал. структур, при которых в пределах макроскопических областей, называемых магнитными доменами, электронные спины оказываются ориентированными параллельно друг другу и одинаково направленными. Таким образом, характерным для ферромаг. сост-я в-ва является наличие в нем самопроизвольной (спонтанной) намагниченности без приложения внешнего маг. поля. Монокристаллы ферромаг. в-в хар-ся маг. анизотропией, выражающейся в различной легкости намагничивания вдоль разных осей. В тех случаях, когда анизотропия в поликристалл. магнетиках выражена достаточно резко, принято говорить, что ферромагнетик обладает магнитной текстурой. Получение заданной магнитной текстуры имеет большое значение и используется в технике для создания в опр. направлении повышенных маг. хар-к м-ла. При намагничивании ферромаг. монокристаллов наблюдается изменение их лин. размеров. это явл-е носит название магнитострикции. Она наблюдается и поликристал. м-лов. Х-кой ферромагнетиков в переменных маг. полях явл-ся динамическая маг. проницаемость μ_~, представляющая собой отношение амплитудного зн-я индукции к амплитудному зн-ю напряженности поля. С увеличением частоты переменного поля дин. маг. проницаемость уменьшается из-за инерционности маг. процессов. Маг. проницаемость ферромаг. м-лов зависит от т-ры. Для хар-ки изменения маг. Проницаемости с т-рой пользуются темп. коэффициентом маг. проницаемости.

Если медленно производить намагничивание ферромагнетика во внешнем маг. поле, затем, начиная с какой-либо точки, основной кривой намагничивания, начать уменьшать напряженность поля, то индукция будет также уменьшаться, но не по осн. кривой, а с отставанием вследствие явл-я гистерезиса. При увеличении поля противоположного направления образец может быть размагничен, перемагничен и при новой перемене направления маг. поля индукция может снова вернуться в исходную точку, характеризовавшую намагничивание образца, т.е. будет описана кривая, представляющая собой петлю гистерезисного цикла перемагничивания. В зависимости от значений напряженности внешнего маг. поля можно получить целое семейство петель гистерезиса. Выберем из этих циклов предельный цикл, при котором достигается намагничивание м-ла до насыщения В_макс. Значение В при Н=0 в процессе размагничивания, намагниченного до насыщения, называется остаточной индукцией B_r. Для того, чтобы уменьшить индукцию от зн-я В до нуля, необходимо приложить обратно направленную напряженность поля Н_с, называемую коэрцитивной силой.

М-лы с малым зн-ем Н_с и большой маг. проницаемостью наз-ся магнитно-мягкими материалами. М-лы с большой коэрцитивной силой и сравнительно малой проницаемость носят название магнитно-твердых материалов.

При перемагничивании ферромагнетиков в переменных маг. полях всегда набл-ся потери энергии в форме тепла. Они обусловлены потерями на гистерезис и динамическими потерями. Дин. потери вызываются вихревыми токами, индуктированными в массе маг. м-ла.

Для ряда кристал. в-в минимуму потенциальной энергии системы отвечает антипараллельное расположение спинов с некоторым преобладанием одного направления над другим. Эти в-ва наз-ся ферримагнетиками. Они имеют доменную стр-ру, точку Кюри; к ним применимы все хар-ки, введенные для ферромаг. веществ. Ферримагнетиками явл-ся сложные оксидные м-лы, получившие в практике название ферритов.

Дата добавления: 2014-01-11