Ферромагнетизм

ФЕРРОМАГНЕТИЗМ - магнитоупорядоченное состояние вещества, в к-ром большинство атомных магнитных моментов параллельны друг другу, так что вещество обладает самопроизвольной (спонтанной) намагниченностью.

Кривая безгистерезисного намагничивания (0Bm) и петля гистерезиса поликрист. железа. Значению индукции Bm соответствует намагниченность насыщения Js.

Магнитная восприимчивость к ферромагнетиков положительна (c>0) и достигает значений 104-105; их намагниченность J и магнитная индукция В=Н+4pJ (в СГС системе единиц) или B=(H+J)/m0 (в ед. СИ) растут с увеличением напряжённости магн.

зависимость намагниченности J от напряжённости магн. поля Н для трёх главных кристаллографич. осей монокристалла железа

Схематич. изображение температурной зависимости намагниченности насыщения Js ферромагнетика; q - точка Кюри. При Н=0 переход ферромагнетик - парамагнетик, как правило, явл. фазовым переходом II рода

КЮРИ - ВЕЙСА ЗАКОН - температурная зависимость магнитной восприимчивости парамагнетика вида

Графически удобно изображать К.- В. з. в координатах , где он имеет вид линейной зависимости

При этом C=ctg , а определяется как точка пересечения прямой с осью Т.

Магн. восприимчивость парамагнетиков, становящихся при низких темп-pax ферромагнетиками, описывается ф-лой c=С'/(T-D) с положит, значением D, близким к значению темп-ры Кюри Тс. Для веществав, переходящих при низких темп-pax в антиферромагн. состояние, в большинстве случаев D отрицательна и только по порядку величины согласуется со значением температуры Нееля TN

Закон, аналогичный К.— В. з., справедлив и для сегнетоэлектриков, При темп-pax Т->Тc (где Тс— темп-ра Кюри сегнетоэлектрика) диэлектрич. проницаемость e=B/(T-Тс), где В — константа в-ва.

процессы установления намагниченности, протекающие в в-ве при действии на него внеш. магн. полем. В диамагнетиках Н. состоит в возникновении микроскопических индукц. токов, создающих намагниченность, направленную против внеш. магн. поля. В парамагнетиках происходит ориентация хаотически колеблющихся магнитных моментов атомов или ионов в направлении поля

Нулевая (первоначальная) кривая намагничивания, которая получается при монотонном увеличении Н.

Кривые намагничивания предварительно размагниченного образца:

А — безгистерезисная; б — основная.

Нулевая кривая определяется случайными причинами, например она зависит от механических сотрясений, колебаний температуры, характера изменения намагничивающего поля и др. Для этой кривой особенно сильно проявляется эффект Баркгау - зена — нерегулярный, ступенчатый характер намагничивания.

Поэтому нулевая кривая не отвечает требованию хорошей воспроизводимости, вследствие чего не может быть использована для сравнительной оценки свойств различных материалов. Нулевая кривая, представляя интерес для физиков, в инженерной практике не используется.

Гистерезис явление, которое состоит в том, что физическая величина, характеризующая состояние тела (например, намагниченность), неоднозначно зависит от физические величины, характеризующей внешние условия (например, магнитного поля). Гистерезис наблюдается в тех случаях, когда состояние тела в данный момент времени определяется внешними условиями не только в тот же, но и в предшествующие моменты времени.

Гистерезис наблюдается в различных веществах и при разных физических процессах. Наибольший интерес представляют: магнитный Г., диэлектрический Г. и упругий Г.

Петля магнитного гистерезиса для ферромагнетика: Н — напряжённость магнитного поля; М — магнитный момент образца; Нс — коэрцитивное поле; Mr — остаточный магнитный момент; Ms — магнитный момент насыщения.

Влияние механической и термической обработки на форму петли магнитного гистерезиса пермалоя: 1 — после наклёпа; 2 — после отжига; 3 — кривая мягкого железа

Петля диэлектрического гистерезиса в сегнетоэлектрике: Р — поляризация образца; Е — напряжённость электрического поля.