13. Ферромагнетиктер дегеніміз не?

Магниттік өтімділігі өте жоғары заттарды ферромагнетиктер деп атайды. Ферромагнетиктерге темір, никель, кобальт және кейбір қорытпалар жатады.

Ферромагнетиктердің негізгі ерекшеліктері мынадай болады:

1)ферромагнетиктердің магниттелуі сыртқы магниттеуші өріс жойылғаннан кейін де сақталады;

2)магниттік өтімділік мен магниттік қабылдағыштық тұрақты болмайды, олар магниттеуші өріске байланысты болады. Ферромагнетиктерде магниттелу алғашқыда сыртқы - тың артуына байланысты тез артады , содан кейін баяулайды, соңында -қа байланысты болмайтын -магниттік қанығу мәніне жетеді (3.3.21.1- сурет).Бұндай байланыстылықтың себебі: магниттеуші өріс артқанда молекулалық магниттік моменттердің өріс бойынша реттелу дәрежесі артады, бірақ моменттері реттелмеген молекулалар азайғанда бұл процесс баяулайды. Соңында барлық моменттер реттелгеннен кейін – дің артуы тоқталады, магниттік қанығу басталады, болады.Ферромагниттердің негізгі қасиеттерінің бірі -дің үлкен болуында (супермаллойда ) ғана емес, сонымен қатар -дің -қа байланыстылығында. Алғашқыда артқанда – де артады, қандай да бір максимум шамаға жетіп қайтадан кеми бастайды да, соңында 1 ұмтылады. (3.3.21.2- сурет).

(3.3.20.8)-ден , (3.3.20.7)-ден , (3.3.20.6)-ден

ендеше

3.3.21.1 – сурет 3.3.21.2 – сурет

болады. Сондықтан болғанда Н артуына байланысты , ал ұмтылады.Магниттік гистерезис құбылысын қарастырайық. Айталық ферромагнитті қанығуға дейін магниттеп, бұдан соң магниттеуші кернеуді азайта бастағанда j-дің кемуі 1-2 қисықпен анықталады (0-1 қисығынан жоғары орналасады). H=0 болғанда j нөлге тең болмайды, яғни ферромагнетикте қалдық магниттелу болады. Қалдық магниттелуді жою үшін өріс бағытын өзгерту керек. Кернеулігі Hc осы қарсы өрістің әсерінен. j=0 болады. сондықтан кернеулік Hc коэрцитивтік күш делінеді. Теріс кернеулікті әрі қарай арттыра отырып (3-4 қисығы) ферромагнитті кері магниттеуге болады. Кернеуліктің мәнінде тағы болады. Бұдан кейін ферромагнетикті тағы да магнитсіздендіріп (4-5-6 қисығы), одан кейін қайта қанығуға дейін магниттейді (6-1 қисығы). Сонымен айнымалы магнит өрісі арқылы ферромагнетиктің магниттелуін 1-2-3-4-5-6-1 қисығы бойынша өзгертуге болады. Мұны гистерезис тұзағы деп атайды. Гитерезис ферромагнетиктің магниттелуі ферромагниттің магниттелуінің H - нің бір мәнді функциясы бола алмайтындығын көрсетеді, яғни H- тің бір мәніне -дің бірнеше мәні сәйкес келеді.Егер Н-тың максимал мәнінде магниттік қанығуы болса, онда тұзақты гистерезистің максимал тұзағы деп атайды (3.3.21.3 -суреттегі тұтас сызық). Егер амплитудалық мәнінде қанығуға жетпесе, онда жеке цикл деп аталатын тұзақ шығады (3.3.21.3 -суреттегі үзік сызықтармен көрсетілген тұзақ).Әртүрлі ферромагнетиктер әртүрлі гистерезис тұзағын береді.Коэрцитивтік күші аз болатын ферромагниттер жұмсақ ферромагнетиктер делінеді (жіңішке тұзақты гистерезис), коэрцитивтік күші үлкен болатын ферромагнетиктер қатқыл ферромагнетиктер деп аталады. Бұлардың тұзағы кеңдеу болады. Осындай қасиеттеріне сәйкес ферромагнетиктердің қолданылатын орындары түрліше болады. Мысалы, қатқыл ферромагнетиктер тұрақты магнит жасауға, ал жұмсақ ферромагнетиктер трансформатор өзегін жасауға қолданылады.

3.3.21.3 -сурет

Ферромагнетиктердің магниттік қасиеті температураға да байланысты болады. Кюри нүктесі деп аталатын температурада ферромагнетиктердің магниттік қасиеті жойылады. Ферромагнетиктердің температурасын Кюри нүктесінен жоғары көтерсе, ферромагнетик кәдімгі парамагнетике айналады. Заттар Кюри нүктесінде ферромагнетик күйден парамагнетик күйге жылу шығарусыз немесе жұтусыз өтеді. Мұндай ауысу екінші ретті фазалық ауысу делінеді. Яғни, Кюри нүктесінде екінші ретті фазалық ауысу өтеді. Ферромагнетиктер магниттелгенде деформацияланады, яғни ұзындық мөлшері, көлемі өзгереді. Мұндай құбылысты магнитострикция деп атайды.