Магнитная анизотропия

Энергия кристаллографической магнитной анизотропии. Анализ кривых намагничения ферромагнитных монокристаллов показывает, что в ферромагнитном монокристалле существуют направления (или оси) легкого и трудного намагничения. Так, например, направление [100] в кубических кристаллах железа является осью легкого намагничения, а [111] — осью трудного намагничения (рис. 10.20). [c.346]

Физическую природу магнитной анизотропии впервые установил Н. С. Акулов. В ферромагнитном кристалле имеются взаимодействия, которые ориентируют намагниченности вдоль определенных кристаллографических направлений (осей легкого намагничения). К этому приводит перекрытие электронных орбит спиновые моменты взаимодействуют с орбитальными из-за наличия спин-орбитальной связи, а орбитальные моменты, в свою очередь, взаимодействуют с кристаллической решеткой за счет существующих в ней электростатических полей и перекрытия волновых функций соседних атомов. [c.347]

Это значение в 2 /я раз меньше, чем проигрыш в энергии при скачкообразном (как на рис. 10.22,а) перевороте спинов. Толщина стенки Блоха увеличивалась бы беспредельно, если бы не магнитная анизотропия, препятствующая этому. Спины в доменной границе ориентированы в подавляющем большинстве не вдоль осей легкого намагничения. Поэтому доля энергии анизотропии, связанная со стенкой Блоха, увеличивается примерно пропорционально ее толщине. Баланс между обменной энергией и энергией анизотропии определяет толщину доменной стенки. В железе эта толщина составляет примерно 300 постоянных решетки, [c.349]

В 27.1 и 27.3 в каждом из пунктов, объединяющих ту или иную группу металлических ферромагнетиков, сначала приводятся температурные зависимости парамагнитной восприимчивости, зависимости намагниченности, удельного или атомного магнитного моментов от температуры, магнитного поля, состава сплавов и зависимости температур Кюри сплавов от их состава. Затем идут данные по магнитной анизотропии и, наконец. по магнитострикции. [c.615]

Рис. 27.9, Температурные зависимости констант магнитной анизотропии Fe

Рис. 27.10. Температурные зависимости констант магнитной анизотропии Со для гексагональной (а) и кубической гранецентрированной (б) фаз кривые с экспериментальными точками — данные [69,, ]04], кривые без экспериментальных точек — данные

Рис. 27.31. Температурные зависимости констант i= —K1 + K2 и 2 = Kj/2 магнитной анизотропии гексагонального кристалла Gd [87]

Таблица 27.12. Зависимость констант магнитной анизотропии Ki и К , Дж/м , для сплавов Fe—Со—Ni и Со—Ni от температуры [3, 77J

Рис. 27.44. Константа магнитной анизотропии К для сплавов Fe—Ni при 7 = 20°С

Рис. 27.45. Константы магнитной анизотропии Ki для сплавов Fe—Со при 7 = 20°С

Рис. 27.47. Температурные зависимости константы магнитной анизотропии сплавов Ni—Си различного состава [3]

Рис. 27.65. Температурные зависимости констант магнитной анизотропии в соединении

Яа — напряженность эффективного поля магнитной анизотропии [c.653]

Энергия кристаллографической магнитной анизотропии гексагональных кристаллов описывается формулой [c.726]

В ряде материалов, например в марганцево-цинковом феррите, керамике и других, наблюдается магнитная анизотропия, вызываемая ударной волной, которая приводит к повороту вектора намагниченности. Благодаря этому направление распространения ударной волны становится направлением легкого намагничивания. [c.42]

Примеры магнитной анизотропии монокристаллов железа (К8) и никеля (К12) приведены на рис. 14 и 15. [c.27]

Константы магнитной анизотропии у железа и никеля соответственно равны 4,2-10 дж/м (4,2-10 эрг/см ) [c.28]

Пермаллои. Они относятся к магнитомягким материалам, обладающим высокой магнитной проницаемостью в слабых полях, и представляют собой железоникелевые сплавы. Такие сплавы характеризуются тем, что магнитная анизотропия и магнитострикция практически отсутствуют это является одной из причин особенно легкого намагничивания пермаллоев. Пермаллои подразделяются на высоконикелевые (72—80 % никеля) и низконикелевые (40— 50 % никеля). [c.95]

Магнитная анизотропия. Способность материала намагничиваться зависит от ряда факторов. Магнитные свойства неодинаковы в различных кристаллографических направлениях. Так, если поле направлено вдоль ребра кристалла железа, то магнитная индукция при той же напряженности поля Н выше, чем в случае направления поля вдоль диагонали основания или вдоль главной диагонали направлениями наиболее легкой намагниченности в кристаллах железа являются направления, параллельные ребрам кристалла. Аналогичные направления облегченного намагничивания, существуют и в других ферромагнитных кристаллах. Различие в магнитных свойствах вдоль разных кристаллографических наиравлений представляет собой магнитную анизотропию. Количественной мерой магнитной анизотропии служит константа магнитной анизотропии K,v Она оценивается разностью энергии намагничивания (до насыщения) единицы объема материала по направлениям наиболее легкого и наиболее трудного намагничивания. Такими направлениями, как сказано. [c.231]

Ширина линии АЯ зависит от ряда факторов, в первую очередь от потерь в феррите вне области ферромагнитного резонанса, его плотности и магнитной анизотропии. Поликри- сталлические ферриты со структурой шпинели имеют АН = [c.252]

Различают ферриты со спонтанной и индуцированной прямоугольностью петли гистерезиса. В первых — прямоугольность обусловлена составом и условиями обжига и охлаждения. Индуцированная прямоугольность образуется в результате термомагнитной обработки. Основное значение имеют ферриты со спонтанной прямоугольностью ее появление обусловлено необратимым процессом смещения доменных стенок. Это может быть получено при условии высокой магнитной анизотропии кристаллов в сочетании с низкой магнитострикцией и локальными неоднородностями и искажениями структуры, задерживающими доменные стенки в состоянии остаточной намагниченности. Такие условия создаются по преимуществу в кобальтовых, литиевых и некоторых других ферритах. [c.258]

Кристалл железа имеет 6 направлений [11П легкого намагничивания. При спонтанном намагничивании спиновые магнитные моменты располагаются по одному из этих направлений, вследствие чего энергия магнитной анизотропии оказывается минимальной. В стенках Блоха спиновые магнитные моменты отклоняются от направления легкого намагничивания и энергия магнитной анизотропии увеличивается, причем тем сильнее, чем толще стенки. Поэтому толщина стенок растет до таких размеров, при которых уменьшение обменной энергии, вызванное их появлением, не компенсируется возрастанием энергии магнитной анизотропии. Расчет показывает, что для кристаллов железа стенки Блоха должны иметь толщину порядка 10 м (порядка 400 атомных расстояний) опыт подтверждает это. [c.297]

В пленках, толщиной меньше толщины стенок Блоха, могут возникать, очевидно, лишь стенки, перпендикулярные плоскости пленки по толщине такие пленки являются однодоменными. Если нанесение пленки на подложку производится в магнитном поле, действующем в плоскости пленки, то пленка приобретает одноосную магнитную анизотропию с осью легкого намагничивания, направленной вдоль поля. Подобную анизотропию можно получить отжигом уже напыленных пленок в достаточно сильном магнитном поле, а также напылением пленки молекулярным пучком, направленным под углом к подложке. [c.309]

Обсудим теперь вопрос почему образуются ферромагнитные домены Ответ на этот вопрос дали Ландау и Лифшиц. Они но казали, чта образование доменной структуры является следствием существование в ферромагнитном образце конкурирующих вкладов в полную энергию тела. Полная энергия Е ферромагнетика складывается из 1) обменной энергии Еовм, 2) энергии кристаллографической магнитной анизотропии Ек- 3) энергии магнитострик-ционной деформации Ех 4) магнитоупругой энергии Ес 5) магнитостатической энергии Ео] 6) магнитной энергии Таким образом, [c.346]

Магнитная анизотропия. Различие магнитных свойств ферромагнетика вдоль неэквивалентных направлений в теле, называемое магнитной анизотропией, наиболее выражено в монокристаллах. iMepoft магнитной анизотропии является работа намагничивания, необходимая для поворота вектора J из положения вдоль оси легкого намагничивания, вдоль которой этот вектор направлен в отсутствие поля, в новое положение — вдоль внешнего поля. Эта работа определяет плотность свободной энергии магнитной анизотропии а, Дж/м , которая следующим образом выражается через углы между вектором намагниченности J и кристаллографическими осями [c.614]

Рис. 27.64. Температурные зависимости константы магнитной анизотропии К в сплавах R os

Кудреватых Н. В. Магнитные свойства и магнитная анизотропия некоторых интерметаллических соединений редкоземельных металлов с металлами группы железа типа R2T17 Дис, на соиск. учен, степ, канд. физ.-мат. наук. Свердловск Уральский гос. ун-т, 1977. [c.646]

Большой интерес с точки зрения как физических свойств, так и возможного технического применения представляют одноосные антиферромагнетики с анизотропией типа легкая плоскость (АФЛП). Выделенное направление в этих кристаллах является трудной осью для магнитных моментов подрешеток. Магнитная анизотропия в перпендикулярной этому направлению плоскости (ее называют базисной) обычно много меньше осевой анизотропии, и ею часто пренебрегают. Кривые намагничивания и спектр АФМР в кристаллах, обладающих анизотропией такого типа, существенно отличаются от соответствующих характеристик легкоосных антиферромагнетиков (рис. 28.11 и 28.12). [c.650]

Наконец, в однородном изотропном аморфном сплаве должна отсутствовать макроскопическая магнитная анизотропия. Однако за счет спин-орбитальных взаимодействий и различного типа неоднородностей в аморфных магнетиках все же возникает случайная анизотропия. Нередко она оказывается слабой, и в этоА1 случае низкие значения магнитной анизотропии приводят к легкости перемагничивания аморфных сплавов. В связи с этим многие аморфные магнетики относятся к классу обладающих особой мякостью магнитно-мягких материалов. Так, типичные коэрцитивные силы этих материалов 0,01—0,2 Э, что значительно меньше соответствующих значений для кристаллических сплавов, причем магнитное насыщение достигается в полях —200 Э. Петля гистерезиса мала и имеет прямоугольную форму, вытянутую вдоль оси [c.290]

Магнитный метод анализа текстур менее универсален, чем описанные выше. Но он весьма широко используется для многих ферромагнитных материалов, обладающих анизотропией магнитных свойств (трансформаторная и динамная сталь и др.) - Метод основан на том, что образец из магнитно анизотропного материала при намагничивании стремится ориентироваться направлением легкого намагничивания вдоль магнитного поля. При этом создается крутящий момент, величина которого зависит от положения образца. Определение этого крутящего момента при разных положениях образца и позволяет судить об анизотропии магнитных свойств (константе магнитной анизотропии). Метод весьма эффективен для анализа рассеяния текстуры, однако не позволяет расшифровывать кристаллографические па-раметры текстуры. Благодаря своей простоте метод широко используется как контрольный в производственных условиях. В сочетании с рентгеновским методом может быть полезен и для анализа текстур. [c.274]

Коэрцитивная сила увеличивается с измельчением зеренной и блочной структур металла. Это объясняется тем, что в мелкозеренном материале на единицу объема приходится больше доменов. Вероятность наличия примесей и напряжений вдоль границ зерен и блоков мозаики также увеличивается, что делает материал более магнитнотвердым. Магнитномягкие материалы применяют при изготовлении сердечников трансформаторов и реле, электромагнитов и т. п. Магнитная анизотропия влияет на [c.64]

Теория упорядочения. Если считать, что частично упорядоченное состояние представляет собой смесь двух фаз (упорядоченной и неупорядоченной) и эти фазы имеют различные намагниченность и температуру Кюри и одна из фаз представляет собой иглообразные образования, то такая структура при одинаковом расположении иглообразных образований может обладать магнитной анизотропией формы. Магнитное поле, приложенное в процессе упорядочения, может привести к тому, что иглы будут расти вдоль направления поля. В результате возникает одноосная магнитная анизотропия. Направление наи-легчайшего намагничивания будет совпадать с основной осью иглообразных образований. Основная трудность этой теории заключается в том, что такую двухфазную модель трудно согласовать с высокой магнитной проницаемостью и малыми потерями на перемагничивание. Кроме этого, имеются сплавы, в которых не наблюдается процесса упорядочения и тем не менее они хорошо поддаются термомагнитной обработке. [c.155]

Теория направленного упорядочения возникла в связи с исследованиями явления временного спада проницаемости, объясняемого наличием в твердом растворе атомов внедрения. Если большинство атомов внедрения будет расположено в междуузлиях вдоль одной определенной оси, например 1100], то возникнет одноосная анизотропия. В любом твердом растворе, который неполностью упорядочен, имеется совокупность пар одинаковых атомов. Эти пары атомов выстраиваются вдоль приложенного магнитного поля. Необходимо показать, что энергии внешнего магнитного поля достаточно для того, чтобы создать направленное упорядочение, а в том случае, если направленное упорядочение уже возникло, то оно может объяснить величину наблюдаемой магнитной анизотропии. Теоретически и экспериментально было показано, что каждая пара атомов обладает энергией, зависящей от угла между локальной намагниченностью и осью пары. При температурах ниже температуры Кюри, но достаточных для того, чтобы диффузия успевала проходить за конечный промежуток времени,, пары одинако- [c.155]

При уменьшении размера ферромагнитной частицы ниже критического (величина критического размера зависит от температуры, константы магнитной анизотропии материала и величины приложенного поля) в результате тепловых флуктуаций векторов намагничивания спинов частица ведет себя парамагнитно. Подобное явление наблюдается в разбавленных растворах. Так, например, в системе Hg—Fe (1—2%) Fe содержится в дисперсной форме. После приготовления сплав имеет низкую коэрцитивную силу, а после старения в течение нескольких часов коэрцитивная сила достигает 79,6-10 а/м (1000 э) при повышении Не возрастает и J,. Вначале составляет 55% намагниченности для чистого железа, а когда = = 398-10 а/м (500 э) достигает максимального значения. Температура Кюри в исходном состоянии низкая. Эти данные объясняются, как результат постепенного перехода частиц железа из так называемого суперпарамаг-нитного состояния в ферромагнитное. Результаты исследования железных амальгам в температурном интервале 4—200 К подтвердили, что при определенных размерах частицы ведут себя парамагнитно. Но этот парамагнетизм отличается от обычного парамагнетизма простых металлов. У простых металлов проявляется парамагнетизм отдельных спинов, а в данном случае — парамагнетизм суммарных векторов намагниченности. При определенных тем- [c.208]

Полная свободная энергия состоит из следующих основных видов энергий магнитостатической, магнитной анизотропии, магни-тострикции, обменной. [c.87]

Сплавы на основе редкоземельных металлов. Интерметаллические соединения кобальта с редкоземельными металлами (РЗМ) церием Се, самарием Sm, празеодимом Рг, лантаном La и иттрием Y— типа R j. Oy, где R — РЗМ обладают очень высокими значениями коэрцитивной силы и магнитной энергии. Из этой группы наибольший интерес представляют соединения типа R oj и RjGOi,, которые обладают наибольшей магнитной анизотропией, значительной величиной спонтанной намагниченности и высокой температу- [c.109]

Помимо вышеуказанных существуют и другие методы исследования напряженного состояния. Среди них особый интерес представляют способы, позволяющие исследовать напряженное состояние в точках реальной конструкции в действительных условиях ее эксплуатации. Один из них основан на том, что в ферромагнитных материалах в наиряженном состоянии возникает явление магнитной анизотропии. Применение так называемого магнитного зонда позволяет исследовать искажения однородного намагничивающего поля в окрестности расоматривае-мой точки, что дает возможность судить о распределении и величине напряжений в этой точке. [c.8]

В ферромагнетиках, в отличие от парамагнитных тел, между неспаренными электронами внутренних недостроенных оболочек имеет место сильное обменное взаимодействие, вызывающее упорядоченное расположение их СПИновых магнитных моментов и спонтанное намагничивание доменов до насыщения Это приводит к существенным особенностям в протекании резонансного поглощения высокочастотной энергии ферромагнетиками, которое называют ферромагнитным резонансом. Физическая суть его состоит е том, что под действием внешнего магнитного поля Нд, намагничивающего ферромагнетик до насыщения, полный магнитный момент образца М начинает прецессировать вокруг этого поля с ларморовой частотой ojl, зависящей от Яо (11.25). Если на такой образец наложить высокочастотное электромагнитное поле, перпендикулярное Яо, и изменять его частоту ш, то при ю = i. наступает резкое (резонансное) усиление поглощения энергии поля. Резонанс наблюдается на частотах порядка 20-Г-30 ГГц в полях 4- 10 -А/м (л 5000 Э). Поглощение при этом на несколько порядкоз выше, чем при парамагнитном резонансе, так как магнитная восприимчивость ферромагнетиков (а следовательно, и магнитный момент насыщения М) у них много выше, чем у парамагнетиков. Кроме того, так как в формировании эффективного магнитного поля в ферромагнетиках участвуют размагничивающий фактор и поле магнитной анизотропии, то частота ферромагнитного резонанса оказывается зависящей от формы образца.и,направления поля относительно осей легкого намагничивания. [c.306]

Физика твердого тела (1985) -- [ c.346 ]

Металловедение и термическая обработка стали Т1 (1983) -- [ c.314 , c.315 ]

Физическое металловедение Вып I (1967) -- [ c.286 , c.296 ]

Материаловедение Технология конструкционных материалов Изд2 (2006) -- [ c.283 , c.302 ]

Физика твердого тела Т.2 (0) -- [ c.0 ]

Физика твердого тела Т.1 (0) -- [ c.0 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...