Изучение явления гистерезиса ферромагнитных материалов. Горягин Е.П - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

БГТУ им. Шухова | Белгород

Составители: 

Рубрика: 

5
практически не зависят от напряженности поля Н. Кривая J = f (H) носит название основной Кривой
намагничивания. Для пара- и диамагнетиков зависимость J = f (H) линейная.
У ферромагнетиков и ферритов имеет место магнитный гистерезис, в котором проявляется зависимость
намагниченности от предшествующего состояния. При циклических изменениях величины и направления
напряженности внешнего поля Н эта зависимость характеризуется кривой, называемой петлей гистерезиса (рис. 5,б,
кривые I, 2, 3). Если ферромагнетик был первоначально размагничен (В = 0,
Н = 0), то его намагничивание происходит по основной кривой
намагничивания ОА, В точке А напряженность Н
н
и индукция В
н
соответствуют состоянию магнитного насыщения. Его размагничивание
происходит по кривой )( AHBAI
cr
′
−
−
⋅
.
При Н = 0 намагниченность ферромагнетика не исчезает B = B
r
. Это
состояние называется остаточным магнетизмом. Напряженность (-Н
С
), при
которой исчезает остаточная намагниченность (В = 0, Н = -Н
С
) принято на
Н
мax
<H
H
. Максимум В и Н частных циклов лежат на основной кривой
намагничивания ОА. Условно принято считать ферромагнетики жесткими,
если Н
С
≥ 100 А/м. Если Н
С
<100 А/м, ферромагнетики считаются мягкими.
Магнитная проницаемость µ ферромагнетика зависит от напряженности
магнитного поля Н (рис. 7). Магнитная проницаемость
0
/
B
H
μ
μ
=
достигает максимума, когда напряженность H внешнего поля становится равной напряженности H , по которой
домены максимально ориентируются по направлению поля (см. рис. 3,в) и при этом достигается магнитное
насыщение образца. В табл. 1 приведены характеристики некоторых ферромагнетиков и ферритов.
Таблица 1.
Вещество
м
акс
μ
Н, А/м
r
В
,
T
м
B
,
л
T
Железо техническое
Супермаллой
Сталь кобальтовая
Феррит никель-цинковый
5000
1000000
-
7500
80
0,16
2000
4
0,06
-
0,9
-
2,1
0,79
1,6
0,2
4. Антиферромагнитное упорядочение. В идеальном антиферромагнетике одинаковые магнитные ионы
занимают в кристаллической решетке кристаллографически эквивалентные позиции и образуют две
взаимопроникающие ферромагнитные подрешетки, магнитные моменты которых ориентированы противоположно, в
результате чего спонтанная намагниченность образца отсутствует. Антиферромагнетизм - это также кооперативное
явление, которое характеризуется дальним порядком в системе магнитных моментов. Каждый ион окружен ионами с
магнитными моментами, ориентированными противоположно его магнитному моменту. Это обусловлено тем, что
обменные интегралы А
ij
являются отрицательными (А
ij
< 0) и превышают по абсолютной величине
магнитокристаллические взаимодействия.
Магнитная восприимчивость χ антиферромагнетика имеет максимум при температуре Нееля Т
N
. При Т > Т
N
тепловое движение разупорядочивает дальний антиферромагнитный порядок и вещество становится парамагнетиком.
Магнитная восприимчивость при Т > Т
N
удовлетворяет закону Кюри-Вейсса (6) с отрицательным значением
парамагнитной температуры Кюри θ
p
.
Наиболее простое магнитное поведение у антиферромагнитных окислов (МnО, СоО, FeО) и хлоридов Fe, Co и Ni.
Некоторые 3d-элементы (Сr, α-Mn) и 4f-элементы (Pr, Nd и др.) имеют более сложные антиферромагнитные
Рис.7
.
µ
µ
m
H
н
H
3+
d орбитали катиона M−
2-
p орбиталь аниона O−
3+
3+ 2-
Рис 8. Формирование антиферромагнитного упорядочения магнитных моментов катиона M
вследствие перекрытия d- орбиталей катионов M и p- орбиталей анионов O.
                                                                                                             5
практически не зависят от напряженности поля Н. Кривая J = f (H) носит название основной Кривой
намагничивания. Для пара- и диамагнетиков зависимость J = f (H) линейная.
    У ферромагнетиков и ферритов имеет место магнитный гистерезис, в котором проявляется зависимость
намагниченности от предшествующего состояния. При циклических изменениях величины и направления
напряженности внешнего поля Н эта зависимость характеризуется кривой, называемой петлей гистерезиса (рис. 5,б,
                                      кривые I, 2, 3). Если ферромагнетик был первоначально размагничен (В = 0,
                                      Н = 0), то его намагничивание происходит по основной кривой
  µ                                   намагничивания ОА, В точке А напряженность Нн и индукция Вн
                                      соответствуют состоянию магнитного насыщения. Его размагничивание
                                      происходит по кривой I ( A ⋅ Br − H c − A′) .
 µm                                       При Н = 0 намагниченность ферромагнетика не исчезает B = Br. Это
                                     состояние называется остаточным магнетизмом. Напряженность (-НС), при
                                     которой исчезает остаточная намагниченность (В = 0, Н = -НС) принято на
                                     Нмax ТN
тепловое движение разупорядочивает дальний антиферромагнитный порядок и вещество становится парамагнетиком.
Магнитная восприимчивость при Т > ТN удовлетворяет закону Кюри-Вейсса (6) с отрицательным значением
парамагнитной температуры Кюри θp.
    Наиболее простое магнитное поведение у антиферромагнитных окислов (МnО, СоО, FeО) и хлоридов Fe, Co и Ni.
Некоторые 3d-элементы (Сr, α-Mn) и 4f-элементы (Pr, Nd и др.) имеют более сложные антиферромагнитные

Страницы