Намагничивание. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Намагничивание

Намагничивание - совокупность процессов, происходящих в магнитных материалах под действием магн. поля H и приводящих к росту намагниченности M (или магнитной индукции В)материала. В ферро-или ферримагн. материалах различают три механизма H.: смещение границ между магн. доменами, вращение вектора спонтанной намагпиченности M_s и парапроцесс.

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 M_s составляет наим. 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 H. Дальнейшее H. идёт за счёт вращения векторов М_s к направлению магн. поля. По завершении процесса вращения в образце достигается техническое магнитное насыщение ,и прирост намагниченности может иметь место лишь за счёт парапро-цесса - увеличения самой намагниченности насыщения вследствие подавления магн. полем тепловых колебаний элементарных магн. моментов вещества.

Зависимость M(H)или B(H), представленная в виде ф-л, графиков или таблиц, наз. кривой намагничивания. Если известна кривая M(H), то простым пересчётом может быть получена и кривая B(H), и наоборот. Вид зависимости M(H)определяется магн. свойствами материала, условиями измерений (давление, темп-pa, характер изменения магн. поля), формой образца, его магн. предысторией. Важнейшими видами кривых H. являются следующие.

I. Кривая первого (первоначального) намагничивания (КПН) получается при H. ферро- или ферримагнетика из полностью размагниченного состояния монотонно возрастающим от нуля магн. полем, причём направление последнего относительно намагничиваемого тела остаётся неизменным. На КПН можно выделить пять участков, на каждом из к-рых преобладает определ. механизм H. Участок 1 (рис.) соответствует обратимым (упругим) смещениям доменных границ: здесь M =

H, где

- нач. магнитная восприимчивость. В области Рэлея (2)имеют место наряду с обратимыми также необратимые процессы смещения, и зависимость M(H)здесь квадратична (см. Рэлея закон намагни- чивания).

Кривая начального намагничивания (а) и безгистерезисная кривая намагничивания (б).

Наиб крутой участок КПН (3)соответствует макс. восприимчивости и связан с необратимыми смещениями доменных границ. В области приближения к насыщению (4)осн. роль играют процессы вращения M_s к направлению намагничивающего поля. Наконец, участок 5 характеризуется слабым ростом намагниченности и соответствует парапроцессу.

II. При циклическом изменении магн. поля между крайними значениями H₁ и H₂ кривые M(H)сначала несколько изменяются от цикла к циклу (см. Магнитная аккомодация), но постепенно становятся стабильными. Их наз. кривыми цикличного пе-ремагничивания или петлями гистерезиса магнитного. При H₁ = -H₂ петля гистерезиса симметрична, в других случаях - асимметрична. Наиболее симметричная петля гистерезиса наз. предельной и является важной характеристикой магнитных материалов.

III. Безгистерезисная (идеальная) кривая H. изображает зависимость M(H)для таких состояний, к-рые при каждом значении H являются наиб. устойчивыми, т. е. обладают наим. свободной энергией. Эти состояния могут быть получены в результате наложения на пост. поле H перем. магн. поля с убывающей до нуля амплитудой.

IV. Основная (коммутационная) кривая H.- геом. место вершин симметричных петель гистерезиса. Основная и безгистерезисная кривые H., в отличие от КПН, фиксируют только избранные магн. состояния, не показывая действительных процессов H.

Если значения M и H относятся к одному и тому же элементу объёма, то кривые M(H)не зависят от размера и формы образца и являются кривыми H. данного материала. На практике чаще всего имеют дело не с истинным значением H внутри образца, а с напряжённостью внеш. магн. поля H_е. Кривые М(Н_е)наз. кривым и намагничивания тела и зависят от формы последнего. В простых случаях, зная размагничивающий фактор тела, можно из кривых М(Н_e)получить кривые M(H).

Литература по намагничиванию

Преображенский А. А., Бишард E. Г., Магнитные материалы и элементы, 3 изд., M., 1986;
Вонсовский С. В., Магнетизм, M., 1971.

А. С. Ермоленко

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира