Магнитная анизотропия, поле

Магнитная анизотропия, поле 354 [c.551]

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]

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]

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

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]

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]

Учет поворота вектора намагниченности образца в магнитном поле. При расположении стержневого образца под углом к намагничивающему полю вектор намагниченности из-за магнитной анизотропии формы образца ориентируется по его оси, вдоль направления которой размагничивающий фактор минимален. С другой стороны, под действием намагничивающего поля вектор намагниченности отклоняется от продольной оси образца. Таким образом, формулу (1) можно считать строгой лишь для продольной составляющей намагниченности стержневого образца (например, измерение остаточной намагниченности). [c.152]

Особенностью двух классов М. является присущая им очень большая энергия анизотропии, так что у них афф. поле магнитной анизотропии На больше эфф. поля обменного взаимодействия Яе- Фазовая диаграмма для М. 1-го класса на плоскости Я—Т представлена ва рис. 1, а. При низких темп-рах Т при достижении [c.121]

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]

Наноструктурное состояние влияет на свойства ферромагнетиков. Ферромагнитные материалы имеют доменную структуру, которая возникает в результате минимизации суммарной энергии ферромагнетика в магнитном поле. Согласно [328], она включает энергию обменного взаимодействия, минимальную при параллельном расположении спинов электронов энергию кристаллографической магнитной анизотропии, обусловленную наличием в кристалле осей легкого и трудного намагничивания магнитострикционную, связанную с изменением равновесных расстояний между узлами решетки и длины доменов магнитостатическую, связанную с существованием магнитных полюсов как внутри кристалла, так и на его поверхности. Замыкание магнитных потоков доменов, расположенных вдоль осей легкого намагничивания, снижает магнитостатическую энергию, тогда как любые нарушения однородности ферромагнетика (границы раздела) увеличивают его внутреннюю энергию. [c.94]

Магнитная анизотропия, наведенная отжигом в магнитном поле [c.150]

Ряс. 5.32. Методы измерения энергии магнитной анизотропии, наведенной магнитным полем л —измерение намагниченности энергия наведенной маг- [c.151]

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]

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]

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]

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]

Рассмотрим процесс намагничивания пленок более подробно. Поместим пленку, намагниченную до насыщения вдоль оси легкого намагничивания, в магнитное поле Н. Под действием этого поля вектор намагниченности пленки отклонится от оси легкого намагни-чиваиия на некоторый угол 0 (рис. П.23, а). Это приведет к появлению в пленке энергии магнитной анизотропии UКак показывает расчет, [c.309]

В общем случае для каждого значения внеш. магн. паля //о число собств. частот со/ равно числу подрешёток в АФ. Две из этих частот стремятся к О при стремлении к нулю анергии магнитной анизотропии и внеш. ноля. Это т. н. релятивистские моды. Остальные моды А. р. в АФ с числом ппдрсчиеток >2 называют обменными. Собств. частота обменной моды 0) Е обменное поле, равное [c.116]

В однодоменных ферромагнитных частицах (в частицах малых размеров, в к-рых образование доменов энергетически невыгодно) могут идти только процессы вра-щеиия М. Этим процессам препятствует магнитная анизотропия разл. происхождения (анизотропия самого кристалла, анизотропия формы частиц, апизотропия упругих напряжений и др.). Благодаря анизотропии, Л/ как бы удерживается нек-рым внутр. полем [c.492]

ОСЬ ЛЁГКОГО НАМАГНИЧИВАНИЯ — направление в кристалле, в к-ром ориентирован вектор намагниченности М магн. домена в отсутствие внеш. магн. поля Н при термодинамич. равновесии. О. л. и. определяют из условия минимума энергии магнитной анизотропии (MA). Направление, в к-ром энергия MA максимальна, наз. осью трудного намагничивания. О. л. н. является двусторонней, т. е. вектор М может быть ориентирован вдоль оси как в положит., так и в отрицат. направлении. В кристаллах достаточно высокой симметрии может быть неск. эквивалентных О. л. и. (так, в кристаллах кубич. сингонии имеются три эквивалентные О. л. и. — трёхосная анизотропия). Кроме того, могут быть неэквивалентные О. л. н. Для гексагональных, тетрагональных и ромбо-эдрич. кристаллов часто используют термины лёгкая ось и лёгкая плоскость (М лежит в базисной плоскости), поскольку анизотропия четвёртого и шестого порядков в базисной плоскости обычно мала. [c.486]

В магнитоупорядоченных веществах (ферро- и антиферромагнетиках) С.-с. в., наряду с ввутрикрис-таллич. полем, даёт вклад в магнитную анизотропию, играет решающую роль в образовании магнитной доменной структуры. Существуют также соединения (в основном с участием редкоземельных элементов), магн. упорядочение в к-рых вообще обусловлено не обменным, а дипольным С.-с. в. (дипольные магнетики). [c.646]

Рнс. 6. Магнитная фазовая диаграмма двухподрешёточного ферри-магнетика (на примере ферритов-гранатов) при учёте магнитной анизотропии 2-го порядка. Магнитное поле приложено вдоль оси лёг ког о намагничивания. Схематически ноказаиы магнитные фазы. Сплошные линии—линии фазовых переходов (ФП) 2-го рода, тонкая линия — линия ФП 1-го рода, штрих-пунктирные линии — линии потери устойчивости метастабильных фаз, [c.287]

Влияние крвсталлографнч. магнитной анизотропии на Ф. р. может быть учтено, если к величине Я ф в ур-нии (3) добавить, согласно ур-нию (2), эфф. поле анизотропии [c.307]

Характер температурной зависимости величины % для ферромагнетиков иллюстрируется рис. 3-2 (на этом графике изображена температурная зависимость магнитной проницаемости л = 1 + 4яу. = 1 -Н (4я"/)/а для железа при Я = 0). Как видно из этого графика, с приближением к точке Кюри при Я F= onst магнитная восприимчивость ферромагнетика возрастает, достигая максимума вблизи точки Кюри, а в непосредственной близости от точки Кюри резко уменьшается — так называемый эффект Гопкинсона (этот эффект наблюдается только в слабых магнитных полях). Появление этого максимума обусловлено значительным уменьшением магнитной анизотропии ферромагнетика вблизи точки Кюри, благодаря чему процесс намагничения ферромагнетика становится более легким , а уменьшение X при дальнейшем приближении к точке Кюри определяется исчезновением спонтанной намагниченности ферромагнетика при Т = в. При Г 0 величина % продолжает уменьшаться с ростом температуры, причем зависимость % от Т в этой области описывается законом Кюри—Вейсса (3-14) 3-3. [c.45]

Для выяснения этого обратимся к рис. 5.22 [60], где показано, как основные домены связаны с концентрацией кобальта х. Здесь На — величина магнитного поля, которое необходимо приложить для уничтожения основных доменов, — намагниченность насыщения. Величина Ha,MJ2 представляет собой энергию магнитной анизотропии, связанной с основными доменами. Как видно из рисунка, изменение величины HaMs с увеличением х носит тот же характер, что и изменение As, но с минимумом, отвечающим случаю, когда Я,5=0. Такую взаимосвязь между НаМ и As можно объяснить, исходя из магнитоупругого эффекта. Если предположить, что внутренние напряжения Oi постоянны и не изменяются в зависимости от химического состава, тогда из (5.3) следует, что магнитная анизотропия (HaMg) пропорциональна магнитострикция. [c.142]

Хорошо известно, что отжиг к ристаллических магнитных материалов (или их охлаждение) в магнитном поле как в случае магнитномягких, так и магнитножестких материалов приближает форму летли гистерезиса к прямоугольной и поэтому является эффективным опособо м улучшения магнитных свойств. Кроме того, известно также, что это происходит из-за появления наведенной магнитным полем одноосной магнитной анизотропии. [c.150]

На рис. 5.32 приведены две схемы измерения энергии наведенной магнитной анизотропии в быстрозакаленных аморфных металлических лентах. Они основаны на том, что наведенная магнитная анизотропия является одноосной. Способ, показанный на рис. 5.32, а, состоит в том, что отжиг и охлаждение Проводятся в магнитном поле, совпадающем по направлению с осью ленты, после чего изме- [c.150]

Рис. 5.33. Зависимость константы Рис. 5.34. Зависимость константы наведенной магнитной анизотро- наведенной магнитной анизотропии Ки от температуры и време- пии Кш аморфного сплава ни t отжига аморфного сплава (Feo,2000,8)70812,5827,5 от темпера-(Feo,2С00,8)70 Si2,5 827,5 (7 с = 410°С) туры отжига Та в магнитном поле [93] [87]

Рис. 5.35. Закон Аррениуса для магнитной анизотропии, наведенной магнитным полем в сплаве (Feo,2 oo,8) 7oSi2,5627,5 (т — среднее время релаксации при температурах отжига Та). Закон Аррениуса наблюдается также для энергии магнитного гистерезиса IFa и магнитной проницаемости iie [87]

Из вышесказанного понятно, что появление в аморфных сплавах магнитной анизотропии, наведенной магнитным полем, в общих чертах МОЖНО ДОВОЛЬНО хорошо объяснить, исходя из представлений об анизотропии, обусловленной анизотропным распределением атомных пар. В кристаллах для образования новых атомных пар, как видно из рис. 5,37, а, необходимо, чтобы соседние атомы обмедя-лись местами. В, амор>фных же металлах, как показано на рис. 5.37,6, новые анизотропные конфигурации атомных л ар могут образовы- [c.155]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...