Домены ферромагнетика

Рис. 17.3. Схема изменения формы и размера домена ферромагнетика под влиянием внутреннего магнитного поля

Под действием обменных сил параллельная ориентация магнитных моментов атомов ферромагнитного вещества происходит в определенных областях, называемых доменами. В пределах домена материал в отсутствие внешнего поля намагничен до насыщения благодаря обменному взаимодействию отдельных атомов. Это взаимодействие действует только до определенной критической температуры, которая называется температурой Кюри. Выше температуры Кюри домены разрушаются и ферромагнетик переходит в парамагнитное состояние. Ферромагнитные вещества легко намагничиваются в слабых магнитных полях. Магнитная проницаемость и [c.86]

Рис. 11.10. Разделение монокристалла ферромагнетика на домены

Качественный анализ кривой намагничивания. В отсутствие внешнего поля домены ориентируются так, что суммарный магнитный момент ферромагнетика в целом равен нулю (рис. 11.13, г), так как это отвечает минимуму свободной энергии системы. При наложении поля Н ферромагнетик намагничивается, приобретая отличный от нуля магнитный момент. По характеру физических явлений, протекающих в ферромагнетике, процесс намагничивания можно разделить на три стадии. [c.298]

Необратимость при смещении границ доменов. Наличие в ферромагнетике различного рода неоднородностей — примесей, немагнитных включений, напряженных областей и т. д. может оказывать сильное влияние на энергию стенок Блоха, повышая или понижая ее, т. е. создавая для этих стенок потенциальные ямы, которые они проходят при своем смещении на первой стадии намагничивания. При размагничивании часть стенок может застревать в этих ямах, вследствие чего домены, которые были намагничены вдоль поля, сохраняются и после снятия его, вызывая остаточную намагниченность Вг (рис. 11.3). Для уничтожения этой намагниченности необходимо действие поля // противоположного направления. 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. [c.299]

Магнитные свойства реальных ферромагнетиков, как известно, по различным причинам весьма неоднородны — это естественная магнитная анизотропия и внутренние упругие напряжения, включения и дефекты кристаллической решетки и т. д. Сам принцип построения магнитной структуры ферромагнетиков— деление на домены — определяет их неоднородность. В полной мере сказанное выше относится и к такому виду ферромагнитных материалов, как листовая электротехническая сталь, неоднородность магнитных свойств которой является предметом изучения многих исследователей. Это вызвано тем, что к магнитным свойствам электротехнической стали предъявляются, как известно, повышенные требования, удовлетворение которых связывается с созданием однородной, определенным образом ориентированной магнитной структуры. [c.190]

При повышении температуры ориентация магнитных моментов атомов внутри домена постепенно расстраивается, что приводит к соответствующему уменьшению намагниченности насыщения Условие Л/д = О определяет температуру точки Кюри для ферромагнетиков или температуру [c.11]

При намагничивании ферритов (как и ферромагнетиков) происходит смещение границ между доменами и вращение векторов намагниченности каждого домена. В слабых полях у большинства ферритов с малой анизотропией преобладают процессы смещения границ. Для лёгкого смещения границ доменов необходимо, чтобы энергия закрепления границ бьша минимальной. В этом случае проницаемость феррита будет максимальной. Однородные, совершенные в магнитном отношении чистые образцы ферритов характеризуются высоким значением начальной проницаемости и весьма малой коэрцитивной силой. Такие материалы, называемые магнитомягкими, широко применяются в телефонии и радиочастотной аппаратуре. Основными их характеристиками являются величина начальной проницаемости, ее частотная зависимость (магнитный спектр вещества), а также параметр потерь — тангенс угла магнитных потерь. [c.38]

В большинстве случаев Ф. пространственно однородны, однако известен ряд исключений смешанное состояние сверхпроводников 2-го рода, ферромагнетики в слабых магн. полях (см. Домены) и др. [c.264]

ФЕРРОМАГНИТНЫЕ ДОМЕНЫ —макроскопич. области ферромагнетика с разл. ориентациями спонтанной однородной намагниченности в одном из возможных направлений, соответствующих минимуму энергии магнитной анизотропии одного или неск. типов (естественной кристаллографической, наведённой, анизотропии формы, магнитоупругой, поверхностной), а в общем случае и энергии намагниченности во внеш. магнитном, магнитостатическом и упругом полях. [c.301]

Характерная особенность керамических магнитных материалов — их самопроизвольная (спонтанная) намагниченность без приложения внешнего магнитного поля. Области, в которых магнитные моменты (спины) ориентируются в одном направлении, называют магнитными доменами. Под влиянием внешнего магнитного поля первоначально ориентированные в различных направлениях домены могут постоянно ориентироваться в направлении воздействующего на них магнитного поля. Наличие доменной структуры ферромагнетиков доказано экспериментально. Возможны три случая ориентации магнитных доменов [c.211]

Измеряя намагниченность вдоль оси в направлении длины аморфной ленты (в дальнейшем для краткости будем говорить просто ось ленты ), можно наблюдать явление магнитного насыщения и петлю гистерезиса, точно такие же, как и в обычных кристаллических ферромагнетиках. Отсюда следует, что в аморфных металлических лентах внутренняя намагниченность разбита на части — магнитные домены. Предполагают, что намагничивание аморфных металлов происходит путем перемещения границ магнитных доменов и вращения вектора спонтанной намагниченности. [c.125]

У ферромагнетиков внутри каждого домена магнитные моменты атомов расположены параллельно друг другу в одном направлении, поэтому каждый домен спонтанно намагничен до величины магнитного насыщения. Вектора намагниченности доменов ферромагнетиков в отсутствие внешнего магнитного поля ориентированы таким образом, что результирующая намагниченность образца в целом, как правило, равна нулю. [c.97]

В достаточно сильном магнитном поле ферромагнитный образец намагничивается до насыщения. Намагниченность насыщения — это состояние ферромагнетика, при котором его намагниченность J достигает предельного значения не меняющегося при дальнейшем увеличении напряженности намагничивающего поля. При этом образец состоит как бы из одного домена с намагниченностью насыщения, направленной по полю. [c.99]

На процесс намагничивания кроме магнитной анизотропии существенно влияют и магнитострикционные явления, которые могут как облегчать, так и тормозить намагничивание. При техническом намагничивании размер домена I в направлении магнитного поля изменяется на величину А = А1/1, называемую коэффициентом линейной магнито-стрикции. Значение и знак этого коэффициента зависят от природы ферромагнетика, кристаллографического направления и степени намагниченности. [c.528]

Самопроизвольная поляризация наблюдается только у одного класса диэлектриков — сегнетоэлектриков. При охлаждении сегнетоэлектрика ниже определенной температуры, которую называют точкой Кюри, самопроизвольно, без внешних воздействий, возникает поляризация. Объем сегнетоэлектрика разбивается на домены, в каждом из которых вещество сильно поляризовано. В отсутствие поля домены расположены беспорядочно, и суммарная поляризация Р равна нулю. При наложении поля поляризация увеличивается нелинейно благодаря переориентации доменов. При циклическом изменении поля от +Е т -Е возникает петля гистерезиса (рис. 18.23). Когда напряженность поля возрастает, поляризация Р достигает насыщения при этом е увеличивается до максимального значения и вновь уменьшается. По аналогии с ферромагнетиками напряженность поля Ес, при которой меняется направление поляризации, называется коэрцитивной силой. Когда Ес < 0,1 МВ/м, сегнетоэлектрик является мягким когда Ес > 1МВ/м — жестким. Известно около 500 сегнетоэлектриков. Они принадлежат к классу активных диэлектриков, которые используются для генерации и преобразования электрических сигналов. Между электрическими, механическими, тепловыми и другими свойствами сегнетоэлектриков существуют нелинейные зависимости. Значения свойств вблизи точки Кюри имеют максимумы или минимумы. В частности, максимальное значение е достигается около точки Кюри. [c.601]

Известно, что в размагниченном состоянии ферромагнетик разбит иа доме Ы, величина и форма которых определяется условием минимума свободной энергии, в которую, помимо других величин, входят магнитостатическая энергия и энергия границ, разделяющих соседние домены. [c.175]

С) Неверно. Домены связаны с кристаллической структурой ферромагнетиков, но дефектами ее не являются. [c.17]

Как известно, в массивном ферромагнетике возникает доменная структура замкнутых внутренних магнитных потоков,, обусловленная конкуренцией разных видов магнитной энергии. Замыкание магнитных потоков уменьшает количество полюсов образца, а следовательно, и связанную с этими полюсами магнитостатическую энергию. Домены, представляющие собой области ферромагнетика, спонтанно намагниченные до насыщения, располагаются преимущественно вдоль направлений легкого намагничивания. Вместе с тем замыкающие домены, не удовлетворяющие этому условию, а также граничные [c.314]

Выше уже отмечалось, что однодоменный сегнетоэлектрический кристалл обычно имеет гораздо более сильно выраженный пьезоэффект, чем поляризованная керамика того же химического состава. Движение доменных стенок вносит вклад в величину пьезоэлектрических, упругих и диэлектрических постоянных керамики, однако оно не является принципиально необходимым для существования пьезоэффекта. Пьезомагнетизм не удалось непосредственно наблюдать у однодоменных ферромагнетиков, хотя теоретически он должен существовать, поэтому с точки зрения практических применений пьезомагнитный эффект, который возникает при одновременном действии постоянного или остаточного поля, обусловлен только переориентацией доменов. Здесь не играет роли, с каким процессом он связан — с движением доменных стенок или с вращением магнитных моментов доменов. Переориентация доменов приводит к возникновению деформаций, поскольку отдельные домены ферромагнетика обладают спонтанной деформацией, обусловленной их собственными магнитными моментами. Однако эти деформации более чем на порядок величины меньше, чем деформации таких сегнетоэлектриков типа перовскита, как BaTiOs или Pb(Zr,Ti)03. Полная деформация в направлении, параллельном электрическому полю, в поляризованной керамике PZT-4 порядка 0,5%, в то время как магнитострикционный эффект в никеле при полном насыщении составляет 0,0033%. [c.312]

Заметим, что разбиение ферромагнетика на домены аналогично рассмотренному в гл. 8 разбиению на домены сегнетоэлектрика. Домены образуются также в антиферромагнетиках, антисегнетоэлектрнках и сверхпроводниках. [c.344]

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]

Измерители магнитных шумов. При намагничивании и перемагничивании ферромагнетиков наряду с плавными (обратимыми) процессами изменения магнитного состояния материала значительную роль играют процессы скачкообразного изменения намагниченности ферромагнетиков. Это явление было открыто в 1919 году Баркгау-зеном и носит его имя — метод эффекта Баркгаузена (МЭБ). Суть явления с физической точки зрения в следующем. Ферромагнетики при отсутствии внешнего магнитного поля представляют собой области спонтанного намагничивания (домены), каждая из которых намагничена практически до насьщения. Векторы намагниченности этих областей направлены вдоль так называемых направлений легкого намагничивания. Намагниченность значительного объема материала в целом равна нулю, так как суммарные магнитные потоки этих областей замкнуты внутри объема. [c.77]

Доменная структура ферромагнитных тел. Как уже указывалось, ферромагнетик в ненамагниченном состоянии самопроизвольно (спонтанно) разбивается на домены, намагниченные до насыщения вследствие параллельной ориентации в них спиновых магнитных моментов, происходящей под действием обменных сил. Выясним причину деления ферромагнетика на домены. [c.295]

Приложим теперь к размагниченному образцу внешнее магнитное поле, перпендикулярное плоскости пленки. При постепенном увеличении напряженности поля, как всегда при намагничивании ферромагнетика, происходит смещение стенок Блоха и домены с намагниченностью, направленной вдоль внешнего поля, расширяются за счет сужения доменов с противоположной намагниченностью рис. 11.2 б). В коне концов, при достаточно высокой напряженности внешнего поля (яоля смещения) дом ны с намагниченностью, противоположной этому полю, исчезают совсем и достигается полная намагниченность пленки вдоль поля. [c.313]

В, 3. —одно из неиосрсдств. доказательс1 и до.менно 1 ст ру кту ры фор ро м аг нети -ков, он позволяет оиреде-. п ть объём отд. домена. Для большинства ферромагнетиков этот объём равен 10" —10 СЛ1 . Изучение [c.180]

БЛОХА СТЁПКА (блоховская степка, блоховская доменная граница) в широком смысле — область (сло11) внутри магнитоупорядоченного вещества (ферромагнетика, ферримагнетика или слабого ферромагнетика), разделяющая смежные домены.. Внутри этой области происходит поворот вектора намагниченности М от его направления в одном домене к направлению в соседнем домене (см. Магнитная доменная структура). [c.214]

В размагниченном состоянии ферромагнетик разбивается на отд. области — домены, в пределах к-рых материал намагничен до насыщения вдоль одной из осей лёгкого намагничивания. Ввиду разл. ориентации намагниченности в доменах суммарный магнитный момент образца равен нулю. Под влиянием внеш, магн. поля происходит рост областей, в к-рых Мд составляет найм, углы с направлением поля, за счёт соседних областей. Этот рост осуществляется в результате смещения доменных границ доменных стенок). После завершения процессов смещения в каждом кристалле остаётся всего лишь один домен, намагниченность к-рого ориентирована вдоль ближайшей к направлению поля оси лёгкого Н. Дальнейшее Н. идёт за счёт вращения векторов Мд к направлению магн. поля. По завершении процесса вращения в образце достигается техническое магнитное насыщение, и прирост намагниченности может иметь место лишь за счёт иарапро-цесса — увеличения самой намагниченности насыщения вследствие подавления магн. полем тепловых колебаний элементарных магн. моментов вещества. [c.241]

Эксперим. исследования ДС, выполненные, как правило, на образцах простейшей формы в виде пластин (плёнок), шайб и параллелепипедов, привели к обнаружению самых разнообразных ДС (в виде прямых полос, лабиринтов , сот , ёлочек и др.) были обнаружены также изолир. домены в виде спиралей, цилиндров, колец, капель и т. п. Конфигурация Ф. д. и вид ДС существенно зависят от соотношения интенсивностей разл. взаимодействий в кристалле, от характера анизотропии (числа ОЛН — осей лёгкого намагничивания), от ориентации поверхностей кристалла относительно кристаллографич. осей, от формы образца, его гсом. размеров, величины и направления внеш. магн. поля, величины упругих напряжений и ориентации осей, вдоль к-рых прикладывают упругие силы, от совершенства кристаллов и темп-ры, а также от предыстории получения данного магн. состояния. Намагниченности соседних доменов ориентированы под вполне определёнными углами по отношению друг к другу. Во мн. случаях эти углы связаны со взаимной ориентацией ОЛН и с ориентацией М в доменах вдоль одного из двух противоположных направлений вдоль к.-л. ОЛН. Ориентация М вдоль ОЛН приводит к минимуму энергии анизотропии. Это согласуется часто и с минимумом полной энергии ферромагнетика. В нек-рых случаях (напр., при наличии Н, ориентированного под отличным от нуля углом к ОЛН) такого согласования может и не быть, и тогда М в доменах может быть отклонён от ОЛН. [c.302]

Движение ДГ приводит также к т. и. неоднородному ферромагнитному резонансу (резонансу ДГ). Он может возникать лишь при отклонении вектора М от плоскости ДГ, что приводит к появлению магн. зарядов , а следовательно, и появлению магнитостатич. энергии, обусловливающей инерционные свойства ДГ (напр., их эфф. массу т, составляющую для мн. ферромагн. веществ ок. 10 г/см ). Обычно ДГ испытывает воздействие квази-упругой возвращающей силы, коэффициент к к-рой может быть оценён по нач. восприимчивости ферромагнетика Хо согласно ф-ле к= МЦх О. где D — ср. размер домена, М,—намагниченность насыщения. Благодаря этой квази-упругой силе ДГ обладает собственной частотой (Во = = (kjm y . Для ферромагнетиков с йзгЮ см, Хо =Ю, Л/ йЮ Гс имеем А яг Ю эрг/см , что даёт Шо 3,5 10 с . Резонанс ДГ стал мощным методом исследования их тонкой структуры, связанной с существова- [c.305]

Научный интерес к нанокристаллическому состоянию твердого тела в дисперсном или компактном виде связан прежде всего с ожиданием различных размерных эффектов на свойствах наночастиц и нанокристаллитов, размеры которых соизмеримы или меньше, чем характерный корреляционный масштаб того или иного физического явления или характерная длина, фигурирующие в теоретическом описании какого-либо свойства или процесса (например длина свободного пробега электронов, длина когерентности в сверхпроводниках, длина волны упругих колебаний, размер экситона в полупроводниках, размер магнитного домена в ферромагнетиках и т. д.). [c.5]

Возникновение магнитных свойств у ферромагнетиков связано с их доменным строением. Домены, в которых магнитные моменты атомов ориентированы параллельно, возникают даже в отсутствие внешнего магнитного поля. Главную роль в возникновении ферромагнетизма отводят силам обменного взаимодействия между атомами, возникающим за счет нескомпенсирован-ных спинов электронов. [c.160]

Такие же явления возникают под влиянием внутреннего магнитного поля ферромагнетика (рис. 17.3) в отсутствие внешнего поля форма и размер домена искажены магнитострикцией. Истинные размеры выявляются лишь при нагреве до температур выше температуры точки Кюри t > в), когда устраняются все магнитострикционные деформации в связи с переходом в парамагнитное состояние. Истинные размеры домена условно показаны на рис. 17.3 в виде квадрата. При охлаждении до температур ниже точки Кюри t < в) линейнал магнитострикция искажает форму домена, вытягивал его в направлении вектора самопроизвольной намагниченности (превращая квадрат в прямоугольник). Объемная магнитострикция увеличивает размеры домена (прямоугольника). [c.561]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...