Спонтанное намагничивание

Рассмотрим явления, происходящие при термической обработке в магнитном поле. Как известно, процесс перехода сплава из парамагнитного состояния в ферромагнитное (в точке Кюри) заключается в возникновении в нем областей спонтанного намагничивания. Если в это время на сплав подействовать сильным магнитным полем, то в микрообъемах сплава произойдет пластическое деформирование, вызванное поворотом этих областей, стремящихся ориентироваться вдоль силовых линий внешнего магнитного поля. [c.546]

Поворот областей спонтанного намагничивания (т. е. пластическая деформация) может произойти тем легче, чем выше в это время температура сплава, т. е. чем выше его точка Кюри. Присадка кобальта сильно повышает эту температуру. Поэтому термомагнитная обработка сплавов Ni—А1 с большими добавками кобальта дает значительный эффект. [c.546]

Во-вторых, в ферритах имеется доменная структура. Под доменом понимают локальную область объема феррита, которая находится в состоянии спонтанного намагничивания, т. е. без действия внешнего магнитного поля. При этом направления магнитных моментов всех доменов равновероятны. [c.25]

Магнитная проницаемость ферромагнитных материалов зависит от температуры, как показано на рис. 9-7, переходя через максимум при температурах, близких к температуре (точке) Кюри. Для чистого железа точка Кюри составляет 768 °С, для никеля 358 °С, для кобальта 1131 °С. При температурах выше точки Кюри области спонтанного намагничивания нарушаются тепловым движением и материал перестает быть магнитным. Для характеристики изменения магнитной проницаемости при из.менении температуры пользуются температурным коэффициентом магнитной проницаемости (К" ) [c.270]

Рис. 11.9. Спонтанное намагничивание ферромагнетика

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]

Равновесная магнитная структура достигается тогда, когда уменьшение магнитной энергии вследствие появления замыкающих доменов компенсируется ростом упругой энергии кристалла, вызванным деформацией этих доменов. В качестве примера на рис. 11.12 приведена фотография доменной структуры кристаллита кремнистого железа стрелками обозначены направления спонтанного намагничивания в соседних доменах. [c.298]

Правления осей легкого намагничивания совпадают с пространственными диагоналями куба. В кристалле никеля восемь направлений легкого намагничивания. У кристалла кобальта только два направления легкого намагничивания, перпендикулярные плоскости базиса элементарной ячейки (рис. 7,0). Вектор спонтанной намагниченности домена при отсутствии внешних воздействий всегда направлен вдоль одной из осей легкого намагничивания. Чтобы отклонить вектор спонтанного намагничивания от направления оси легкого намагничивания, нужно затратить работу на преодоление энергии магнитной анизотропии. Удельная энергия намагничивания М [c.12]

При расположении всех векторов намагниченности доменов вдоль направления намагничивающего поля наступает техническое насыщение, соответствующее тому значению спонтанного намагничивания доменов, которое возможно при данной температуре. Дальнейшее весьма незначительное возрастание намагниченности происходит за счет парапроцесса, т. е, направляющего воздействия внешнего поля на дезориентированные тепловым движением магнитные моменты. Кривую намагничивания определяют как геометрическое место вершин гистерезисных петель, получающихся при циклическом перемагничивании образца в поле возрастающей амплитуды (рис. 14). [c.15]

Третий способ, очевидно,. непригоден для получения высоких температур слоя, так как выше точки Кюри используемые при этом способе ферромагнитные элементы лишаются областей спонтанного намагничивания и ведут себя, как обычное парамагнитное вещество. [c.164]

Из сказанного ясно, что в аморфном состоянии, характеризующимся отсутствием упорядоченности в расположении атомов, может иметь место упорядоченное магнитное состояние, в котором магнитные моменты расположены более или менее параллельно. Это служит причиной возникновения в аморфном состоянии сильного спонтанного намагничивания, т. е. ферро- и ферримагнетизма. [c.125]

Для возникновения атомного магнитного порядка тепловой энергии разупорядочения должна противодействовать энергия упорядочения. Вейсс предполагал, что эта энергия имеет магнитную природу. Однако расчеты и опыты Я. Г. Дорфмана показали, что доля магнитной энергии в образовании спонтанного намагничивания составляет всего около 0,1 о от требуемой. Природу этой энергии установили на основе квантовомеханических представлений Я. И. Френкель и независимо от него В. Гейзенберг. Причиной образования атомного ферромагнитного порядка является наличие в ферромагнетиках электростатической [c.275]

Магнитная проницаемость ферромагнитных материалов зависит от температуры, как показано на рис. 9-3, переходя через максимум при температурах, близких к точке Кюри. Для чистого железа точка Кюри составляет 768° С, для никеля 358° С, для кобальта 1131° С. При температурах выше точки Кюри области спонтанного намагничивания нарушаются тепловым движением и материал перестает быть магнитным. [c.371]

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 насыщения. 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.367]

Другой случай представлен на рис. 4.24. Здесь магнитные моменты стремятся уменьшить друг друга, при этом ферромагнитное состояние совершенно не насыщено. Но так как угол между магнитными моментами не равен 180°, возникает возможность для появления спонтанного намагничивания. В аморфном состоянии, поскольку имеются локальные различия атомных конфигураций, величина магнитной анизотропии и ее направление также должны локально различаться. Вследствие этого параллельность между магнитными моментами [c.300]

Концепция магнонов как коллективных возбуждений без взаимодействия, конечно, только тогда применима к проблеме ферромагнетизма, когда намагничение слабо отличается от насыщения. Однако это не единственная интересная область. Заслуживает особого внимания как раз область вблизи температуры Кюри, выше которой исчезает спонтанное намагничивание. Поэтому в качестве дополнения к теории спиновых волн мы в этом параграфе покажем, что поведение ферромагнетика в этой области температур также может быть объяснено исходя из концепции обменного взаимодействия. Используемое для этого приближение называется приближением молекулярного поля. [c.170]

Спонтанное намагничивание 142 Среднее статистическое 185 Статистика Бозе — Эйнштейна 325 ---для идеального газа 352 [c.415]

Случай кристалла, обладаюш,его кубической симметрией, был рассмотрен ван-Пески и Гортером. Обсуждалось поведение при абсолютном нуле температуры при поле, параллельном кубической оси. Предполагалось, что предпочтительная ориентация для спонтанного намагничивания двух под-решеток параллельна кубическо11 оси. [c.520]

При положительном обменном интеграле происходит спонтанное намагничивание, приводящее к возникновению у веществ ферромагнетизма. Если обменный интеграл отрицательный, то возникают валентные связи, приводящие—й появлению антиферромагнетизма. Однако для ферромагнетизма также необходимо выполнение следующих условий 1) недостроенная оболочка М (или 4/) должна быть достаточно удалена от ядра атома, а электронная плотность в ней — мала 2) отношение межатом- [c.61]

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]

Один из основных механизмов процесса намагничивания и перемагни-чивания заключается в смещении доменных границ между областями спонтанного намагничивания. Для того чтобы произошло смещение границ, необходимо преодолеть некоторый энергетический уровень, связанный с тем, что при таком процессе перемаг-ничивания увеличивается энергия граничного слоя между доменами. При изменении намагничивающего поля доменные границы смещаются скачками. При обычном определении точек кривой намагничивания полу- [c.77]

Понятие о ферримагнетизме. В антиферромагнетиках магнитные Моменты подрешеток равны по величине и противоположны по направлению, вследствие чего они полностью компенсируют друг друга. Однако возможны случаи, когда величина магнитных моментов подрешеток неодинакова, например, вследствие неодинакового количества или разной природы атомов, образующих эти подрешетки (рис. 11.16, а). Тогда появляется отличная от нуля разность магнитных моментов подрешеток, приводящая к спонтанному намагничиванию кристалла. Такой нескомпенсированный антиффе-ромагнетизм называют ферримагнетизмом. [c.301]

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]

При больших значениях продольного поля, когда в отсутствие поперечного поля уже достигнуто насыщение, связь между поперечной индукцией и полем носит однозначный ха-)актер и тем ближе к линейной, чем больше продольное поле. 1ри фиксированном значении продольного поля lij убывает с ростом поперечного поля. В линейном приближении равна индукции насыщения, деленной на продольное поле. Здесь при больших полях перестает сказываться ориентирующее действие упругого насыщения на вектор спонтанного намагничивания. Направление последнего совпадает с полем. Таким же должно быть поведение в сильных полях и тогда, когда внешнее напряжение мало или отсутствует. Благодаря внутренним напряжениям существуег в слабых полях разделение на вейсовы области, вследствие чего нет больших скачков Баркгаузена, и петля гистерезиса имеет обычный вид. [c.48]

Задача отыскания функции Ф Н) не представляет затруднений для некоторых простейших случаев, характеризующихся отсутствием разделения ферромагнитного тела на отдельные вейсовы области. Так, если вектор спонтанного намагничивания Is при каждом состоянии равновесия ориентирован всюду одинаково, то при изменении магнитного состояния равновесия Is отличаются друг от друга лишь ориентацией. В [31] было теоретически рассмотрено вещество (проволока) с положительной изотропной магнитострикцией X, находящееся под сильным внешним натяжением о. Причем натяжение параллельно оси проволоки предполагалось настолько сильным, что можно было пренебречь неоднородными внутренни- [c.49]

Как хорошо известно, в основе действия постоянных магнитов, и магнитных сердечников, изготовленных из кристаллических металлических сплавов и химических соединений, лежит явление ферромагнетизма. Прежде всего необходимо отметить, что источником магнетизма является наличие магнитного момента, возникающего благодаря собственному спиновому моменту импульса электрона. Вещества, способные к сильному намагничиванию, именуемые в дальнейшем магнетиками, можно подразделить на так называемые ферромагнетики и ферримагнетики. В ферромагнетиках все магнитные моменты атомов параллельны друг другу, в фер-римагнетиках магнитные моменты атомов антипараллельны и имеют различную величину, так что суммарный момент отличек от нуля. Основной причиной возникновения ферромагнитного состояния спонтанного намагничивания в таких веществах является внутренняя структура их атомов . [c.122]

Вторым основным положением является существование в ферромагнетиках доменной структуры. Предположение об этом возникло в связи с необходимостью объяснения того факта, что если ферромагнетик не был предварительно намагничен, то его результирующий магнитный момент равен нулю. А это противоречит наличию спонтанного намагничивания. Однако такое противоречие можно устранить, если предположить, что весь объем ферромагнетика самопроизвольно разбивается на большое число локальных областей — доменов, каждый из которых находится в состоянии технического насыщения М = = М , и направления магнитных моментов всех доменов равновероятны. Тогда внутри образца образуются замкнутые магнитные цепочки и его результирующий магнитный момент будет равен нулю (доменная структура с замкнутой магнитной цепью). Существование доменов было подтверждено экспериментально — эффект Баркгаузе-на, порошковые фигуры Аку л ова — Биттера и др. Линейные размеры домена составляют от тысячных до десятых долей миллиметра, магнитный момент его около 10 магнитного момента отдельного атома. Домены разделены между собой граничными станками (стенками Б л о х а), в которых происходит постепенное изменение направления вектора намагниченности одного домена по отношению к направлению вектора намагниченности соседнего домена. Доменная структура с замкнутой магнитной цепью является не единственной в зависимости от размеров образца, его физических свойств и ряда других причин существуют разные структуры однодоменные, полосовые, лабиринтные, цилиндрические и т. д. [c.276]

При таком определении считается, что объем ДУ ма-кроско1 11Ч1 ски мал, но все же содержит достаточно большое число областей спонтанного намагничивания. Намагниченность измеряется следующим образом в системе единиц СИ ед. ] = а м в системе единиц СГСМ ед. 1 = гс. [c.7]

Намагничиванию ферромагнитных тел препятству гг гистерезис, который можно сравнить с внутренним трением в твердых телах. При намагничивании действуют две силы сила магнитного поля, стремящаяся повернуть ферромагнитные области (области спонтанного намагничивания) в направлении действия поля, и препятствующая намагничиванию сила, внешним проявлением которой является гистерезис. Намагниченность вещества в каждый данный момент определяется условием равновесия у этих сил. [c.16]

Размагниченный образец долиеен иметь магнитный момент, равный нулю, но этого условия недостаточно напрнмер, можно представить себе такое распределение векторов намагиичеиности ферромагнитных областей, что все они расположены только в двух направлениях, отличающихся друг от друга па 180°. Если количества ферромагнитных областей с векторами намагипченпости Б том и другом направлениях одинаковы, то магнитный момент тела будет равен нулю, хотя кривая намагничивания образца с таким расположением доменов будет иной, че.м при хаотическом расположении векторов спонтанного намагничивания. [c.174]

Состав и структура этих кристаллов отличаются от соседних слоев металла. Поверхность же раздела между металлом и окислом, как правило, очень извилистая. Таким образом, в обычных условиях поверхность металлов и сплавов покрыта не только слоем окисных или гидроокисных пленок, но и молекулами веществ различной природы, адсорбированных на ней. Какие же силы адсорбируют на поверхности твердого тела, в частности металла, пленки веществ различной природы Физическая природа силового поля твердой поверхности предопределяется- в конечном счете электрическими и магнитными микрополями, действующими вблизи поверхности. Эти электрические и магнитные микрополя возникают в результате воздействия факторов, таких, как силы связи в различных веществах и микрофигурация поля вблизи каждого данного участка поверхности, определяющаяся кристаллическим-строением поверхности, наличием микрообластей спонтанного намагничивания и др. [c.34]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...