Магнитный гистерезис

Несовпадение кривой повторного перемагничивания ферромагнетика с кривой его первичного намагничивания.

B

H

ОА – кривая первичного намагничивания, приводящая к

гистерезису, обусловлена необратимыми процессами, протекающими при намагничивании. Рассмотрим сущность этих процессов.

1. необратимость при смещении границ доменов. Наличие в ферромагнетике различного рода неоднородностей (примесей, напряженных областей) может оказать большое влияние на энергию стенок доменов. Энергия может увеличиваться и уменьшаться, т.е. для стенок домена, которые проходят домены при своем смещении на первой стадии намагничивания. При размагничивании часть стенок может, как бы застревать в этих ямах. Это означает, что домены, которые были намагничены вдоль поля, сохраняются и после снятия поля, вызывая при этом остаточную намагниченность Br. Для компенсации этой намагниченности нужно действие поля Нс, противоположного в направлении. Регулируя факторы, определяющие кривую намагничивания и размагничивания, можно в широких пределах менять форму и размеры петли гистерезиса. В однородных ферромагнетиках, содержащих минимальное количество дефектов, петля гистерезиса может быть очень узкой и маленькой.

2. задержка роста зародышей перемагничивания. При достижении тех. насыщения намагниченность доменов практически совпадает с напряжением намагничивающего поля. При изменении напряжения поля на противоположное, для того чтобы началось перемагничивание ферритов в нем должны возникнуть зародыши перемагничивания, которые разрастаясь, приведут к перемагничиванию всего ферромагнетика в целом. Появление таких зародышей требуют высокого стартового поля. Поэтому если после достижения тех. насыщения уменьшать намагн-ее поля до нуля, затем приложить постепенно увеличивающееся поле противоположного напряжения, то перемагничивание не произойдет. Остаточная намагниченность будет сохраняться неизменной до тех пор, пока поле обратной напряженности не достигнет стартового значения. При этом значении напряженности в образце возникают зародыши перем-ия, растущие с очень большой скоростью (м/сек). Ферромагнетик перемагничивается почти мгновенно, и петля гистерезиса имеет практически прямоугольную форму. Такая петля у однооснонапряженных образцов пермагоя, у которых 80%-Fe, 20%-Ni. В общем случае вследствие неоднородности образца и наличия размагниченного поля зародыши перемагничивания могут возникать в разных местах ферромагнетика и при самых различных внешних полях. Поэтому петля гистерезиса может сильно отличатся от прямоугольной.

3. намагничивание высокодисперсных частиц. При уменьшении частиц ферромагнетика растет доля энергии, приходящаяся на стенки домена. Начиная с некоторого размера частиц, энергетически выгодным становится их однодоменное состояние. Для сферических частиц Fe переход к однодоменной магнитной структуре происходит при радиусе частиц порядка 0,1мкм. Т.к. домен намагничен до насыщения, то каждая такая частица представляет собой очень маленький постоянный магнитик. Если большое число таких частиц разместить в неферомагн-й среде и намагнитить в одном направлении, то можно получить сильный постоянный магнит. Используют многокомпонентные сплавы, выделяющие при уменьшении температуры высокодисперсные фазы, из которых, по крайней мере, одна является магнитной. Примером таких сплавов служат сплавы Al, Ni, Fe с добавлением Si, Co. Сплавы называются альни, альнико. Магнитные частицы у таких сплавов имеют обычно форму стерженьков, размеры их такие, что они являются однодоменными, ось легко намагн-ся, направлена вдоль оси стержня. Если охлаж-е такого сплава в магнитном поле, то домены-стерженьки ориентируются своими осями вдоль поля. Создавая т.о. анизотропию структуры и намагничиваемости. Такая структура обладает прямоугольной петлей гистерезиса, которая характеризуется большой ост. намагниченностью Br и высокой коарцетивной силой Нс.

Дата добавления: 2014-01-06