ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Наличие гистерезиса означает, что намагниченность J
r
(и индукция результирующего поля B
r
) фер-
ромагнетика не являются однозначной функцией
Н
r
. При одном и том же значении
Н
r
намагниченность
может принимать любые значения, лежащие в некотором интервале (от
x
J
′
до
x
J
′′
при
x
Н в случае
петли, изображенной на рис. 23).
В связи с неоднозначностью зависимости B
r
от
Н
r
понятие магнитной проницаемости применимо
только к основной кривой намагничивания. Магнитная проницаемость ферромагнетиков зависит от
внешнего магнитного поля (рис.24). Максимальная остаточная намагниченность
ост
max
J
r
, максимальная
коэрцитивная сила
коэр
max
Н
r
и максимальная магнитная проницаемость
max
µ
– основные характеристики
ферромагнетика.
Ферромагнетики с узкой петлей гистерезиса (с малой
коэр
max
Н
r
) называются магнитно-мягкими. Такие
ферромагнетики используются в качестве сердечников в трансформаторах и электрических машинах.
Ферромагнетики с широкой петлей гистерезиса называется магнитно-жесткими. Они используются для
изготовления постоянных магнитов.
В. Точка Кюри. Точка Кюри –
температура, при которой ферромагнетик утра-чивает свои особые свой-
ства. Точка Кюри для чистого железа составляет 1043 К (770 °С), для ни-
келя 633 К (360 °С), для кобальта 1422 К (1149 °С)
При температуре выше точки Кюри ферромагнетик превращается в
обычный парамагнетик.
Природа ферромагнетизма
В ферромагнетиках между атомами имеет место так называемое обменное взаимодействие, благо-
даря которому энергетически выгодным оказывается состояние с параллельной ориентацией электрон-
ных спинов и, следовательно, спиновых магнитных моментов.
Силы, ориентирующие спины электронов параллельно друг другу, – немагнитные.
Области ферромагнетика, в которых спины параллельны, называются доменами. В пределах каждо-
го домена ферромагнетик самопроизвольно (спонтанно) намагничен до насыщения.
Число нескомпенсированных спинов у разных ферромагнетиков различно. Так, у железа 4 неском-
пенсированных спина на атом, у кобальта – 3, у никеля – 2.
Размеры доменов, как правило, невелики – порядка 10
–3
…10
–4
см. Наличие доменов непосредствен-
но обнаруживается на опыте методом Акулова – Биттера. Тонкий порошок ферромагнитного вещества
напыляется на полированную и протравленную поверхность ферромагнетика. Частицы порошка кон-
центрируются в тех местах, где поверхность образца пересекается со стенками доменов (здесь магнит-
ное поле весьма неоднородно). Полученные порошковые фигуры Акулова – Биттера наблюдаются в
микроскоп. Существуют и другие методы изучения доменной структуры ферромагнетиков. Если бы
ферромагнетик состоял из одного домена, то он создавал бы сильное внешнее магнитное поле и обладал
бы значительной магнитной энергией. Энергия, затрачиваемая на создание внешнего поля, существенно
уменьшится если вместо одного домена возникнет два или четыре домена, как это показано на рис. 25
(стрелками показаны направления магнитных моментов доменов).
Энергия затрачивается также на создание стенок между доменами. Наконец, существует разница в
энергиях одного и того же монокристалла, намагниченного в разных кристаллографических направле-
ниях (эта разность называется энергией анизотропии).
Рис. 25
Рис. 24
Н
µ
1
S S
N
N
S
N
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- …
- следующая ›
- последняя »
