Процесс намагничивания и количественные параметры магнитных свойств веществ

При отсутствии внешнего магнитного поля магнитные моменты доменов по направлениям расположены хаотически, взаимно компенсируются, и результирующее внутреннее магнитное поле равно нулю. При помещении магнетика во внешнее магнитное поле происходит его намагничивание, т.е. магнитные моменты доменов ориентируются по направлению внешнего поля.

Рассматривают два механизма ориентации магнитных моментов:

- смещение стенок доменов и увеличение их объёма;

- вращение магнитных моментов из направления лёгкого намагничивания в более трудное, параллельное направлению внешнего поля.

В результате этих механизмов намагничивания наступает техническое насыщение, при котором все магнитные моменты образца ориентированы по направлению внешнего магнитного поля. При этом наступает техническое насыщение.

Процессы смещения границ доменов требуют меньших затрат энергии, чем процессы вращения. Считается, что в магнитомягких материалах намагничивание происходит в основном за счёт смещения границ доменов, а в магнитотвёрдых - за счёт вращения магнитных моментов доменов или вектора намагниченности.

В реальных магнетиках оба процесса, в неравной степени, происходят одновременно и характеризуются зависимостью магнитной индукции В от напряжённости внешнего поля Н, которую принято называть основной или первоначальной кривой намагничивания. По этой кривой (рис. 3.1.) удобно анализировать процесс намагничивания магнетика.

Рисунок 3.1 - Кривая намагничивания магнетика и

Схематическое положение магнитных моментов

На разных стадиях намагничивания

 

В слабых внешних полях (участок I) происходит ориентация магнитных моментов доменов, имеющих наименьший угол отклонения от направления внешнего поля. При этом увеличивается объём таких доменов за счёт смещения границ и уменьшения объёмов доменов, достаточно сильно отличающихся по направлению магнитных моментов от направления поля. Данный процесс является практически обратимым, т.е. после снятия внешнего поля доменная структура возвращается в исходное состояние.

На участке II происходит необратимое смещение границ доменов. При этом векторы магнитных моментов доменов поворачиваются на 90° и 180°, что соответствует крутому ходу кривой намагничивания.

При снятии внешнего поля домены будут стремиться к исходному состоянию, что и происходит, если отклонение векторов магнитных моментов доменов было небольшим. При достаточно больших отклонениях границы доменов и их магнитные моменты могут не вернуться в исходное состояние. Это новое состояние определяет остаточную намагниченность вещества и характеризуется остаточной магнитной индукцией В_r.

В области сильных внешних полей (участок III) происходит вращение векторов магнитных моментов доменов из направления лёгкого в направление трудного намагничивания. При этом все магнитные моменты ориентированы вдоль поля, наступает магнитное насыщение и магнитная индукция достигает значения В_max.

Если от точки с координатами Н_maxи В_maxпостепенно снять внешнее поле до Н = О, то индукция будет равна остаточной индукции В_r. Таким образом, остаточная индукция В_r - это индукция при напряжённости внешнего поля, равной нулю.

Для получения в магнетике В = О, т.е. для его полного размагничивания, необходимо приложить поле обратного направления, величина напряжённости которого будет равна коэрцитивной силе Н_с. Таким образом, коэрцитивная сила - это напряжённость внешнего поля, при которой магнитная индукция В равна нулю.

Количественно зависимость магнитной индукции В от напряжённости поля Нопределяется соотношением

 

                                                        B = mm₀H ,                                                          (1)

 

где  - m₀- магнитная постоянная, равная 4p×10^-7 Гн/м,

m - относительная магнитная проницаемость вещества или просто магнитная проницаемость, характеризующая способность вещества к намагничиванию, которая определяется из (1) как

Численное значение магнитной проницаемости определяется по основной кривой намагничивания как тангенс угла наклона секущей ОА к оси абсцисс, т.е.

                                                                                 (3)

 

Различают начальную m_нач и максимальную m _maxмагнитные проницаемости.

Они определяются соотношениями:

                                                     m_нач = tg a_нач = ,                                (4)

 

т.е. начальная магнитная проницаемость есть магнитная проницаемость вещества при напряжённости поля, стремящейся к нулю,

                                

                                                           .                                                  (5)

 

Характерной особенностью магнетиков является нелинейная зависимость магнитной проницаемости m от напряжённости внешнего поля Н (рис. 3.2, а) и температуры T (рис. 3.2, б).

 

Рисунок 3.2 - Зависимость магнитной проницаемости от

---

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 298; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!