Изучение явления гистерезиса ферромагнитных материалов. Балабина Г.В - 6 стр.

Для того чтобы полностью размагнитить вещество, к нему необходимо приложить противо-
положное по знаку поле с напряженностью - Hc (точка 3). Величина Hc называется коэрци-
тивной силой. Значения Bост и Hc для разных ферромагнетиков меняются в широких преде-
лах. Для изготовления постоянных магнитов используются так называемые жесткие ферро-
                                                          магнетики, имеющие широкую
                                                          петлю гистерезиса и большое
     µ                                                    значение Hc (например, для
                                                          сплава алнико
 µМАКС                                                    (Hc = 50 тыс. А/м, Bост=0,9 Тл).
                                                          Для сердечника трансформатора
                                                          применяются мягкие ферромаг-
                                                          нетики: у них узкая петля гисте-
                                                          резиса и значение Hc мало (так,
                                                          у супермаллоя Hc =0,16 А/м).
                                                          Для мягких ферромагнетиков
                                                          условно Hc<100 А/м.
                                                          Нелинейная зависимость B=f(H)
                                                          показывает, что и магнитная,
                                                          проницаемость μ не является по-
                                                  H       стоянной величиной, а зависит
                             Рис. 6                       от напряженности поля H (рис.
                                                          6) и может достигать очень
                                                  5
больших значений (так, для супермаллоя μmax = 8⋅10 ).
Намагниченность ферромагнетика сильно зависит от температуры. С увеличением темпера-
туры намагниченность уменьшается и при достижении некоторой температуры Tк , называе-
мой точкой Кюри, ферромагнетик теряет свои свойства и ведет себя как обычный парамагне-
тик. При температуре выше TК его магнитная восприимчивость подчиняется закону Кюри -
Вайсса:
                                         χ=C/(T-Tк),                                      (6)
где С - постоянная Кюри, зависящая от рода ферромагнетика.
При охлаждении ферромагнетика ниже точки Кюри его свойства восстанавливаются. Объяс-
нение намагничивания ферромагнетиков и их свойств дает квантово-механическая теория.
Опыты с ферромагнетиками, проведенные А. Эйнштейном и О. де Гаазом (1915), А.Ф. Иоф-
фе и И.Л. Капицей (1917), Я.И. Френкелем и В. Гейзенбергом (I928), позволили установить,
что ответственными за магнитные свойства являются спиновые (собственные) магнитные
моменты электронов.
Атомы элементов с ферромагнитными свойствами принадлежат к числу переходных, имею-
щих недостроенные d - или f -оболочки (оболочка - совокупность атомов с одинаковыми
главным n и азимутальным l квантовыми числами) Поэтому принцип Паули не препятствует
параллельной ориентации спинов f - или d -электронов. Например, у атома железа в незапол-
ненной электронной d – оболочке имеется шесть электронов. Исследование его спектра по-
зволило установить, что эти шесть электронов можно разбить на две группы: пять из них
имеют одинаковые направления спиновых магнитных моментов, а один - противоположное.
                                                         At
В результате спиновый магнитный момент атома железа PS =4μб .
При образовании кристалла железа-26 в результате сильного обменного взаимодействия эти
                       At
магнитные моменты PS устанавливаются параллельно один другому, что приводит к соз-
данию внутри ферромагнетика областей, спонтанно намагниченных до насыщения. Данные
области называются доменами. Размеры их очень малы (1...100 мкм). В отсутствие внешнего
поля магнитные моменты различных доменов ориентированы беспорядочно и в целом фер-
ромагнетик ненамагничен.