Ферромагнетики.

У ферромагнетиков большой постоянный атомный магнитный момент и собственное магнитное поле превышает внешнее: m >> 1. В пределах домена магнитные моменты ориентированы параллельно, в отличие от антиферромагнетиков с антипараллельным упорядочиванием и ферримагнетиков с различной величиной антипараллельных магнитных моментов. В кристалле совмещены 2 кристаллические подрешетки, намагниченные противоположно.

Ферримагнетики (больше известные как ферриты) близки по своим свойствам к ферромагнетикам, обладая постоянным магнитным моментом за счет одной из подрешеток, но имеют высокое электрическое сопротивление. Благодаря этому существенно снижаются потери на вихревые токи. Состав ферритов: Me O Fe₂ O₃ , где Ме О - двухвалентный ион металла Mg, Ni, Co, Mn, Cu ... Используются ферриты для сердечников катушек индуктивности, невзаимных СВЧ устройств, в качестве поглотителей (в том числе и безэховых камер).

Степень взаимной ориентированности постоянных магнитных моментов существенно зависит от температуры. Чем выше температура, тем более хаотичным становится их расположение. При температуре - ферромагнитной точке Кюри - Q_К происходит фазовый переход. Изменяется структура кристаллической решетки и, как следствие, изменяются многие физические свойства. Ферромагнитные свойства утрачиваются - вещество становится парамагнетиком. Этот эффект используется при термомагнитной записи (лазерное нагревание и перемагничивание) и экстренном уничтожении информации на магнитном диске.

Ферромагнетик	Fe	Сталь	Co	Ni	Пермалой
m max	1.000	3.000-8.000	240	150	300.000
QК , ° С	770		1150	360	70

Влияние нагревания иллюстрирует так называемый «магнитотепловой» привод.

Рис. Схема функционирования «магнитотеплового» привода (с круглым магнитиком).

Небольшой магнитик подвешен над свечой как маятник. Он притягивается большим магнитом. Как только температура магнитика перейдет точку Кюри, магнитик потеряет ферромагнитные свойства. Маятник оттянет его от большого магнита. Остыв, магнитик вновь притянется к большому магниту. Таким образом, формируется периодическое движение маятника – основа магнитотеплового привода.

Магнитный гистерезис.

Внешнее магнитное поле по мере увеличения напряженности переориентирует все большее число магнитных моментов. Относительная магнитная проницаемость  оценивает способность вещества намагничиваться:

 = о ( dB / d H ), о = 4 10^-7 [Гн/м].

Доменная структура ферромагнетиков предопределяет петлю гистерезиса в зависимости от В(Н). Наличие индукции насыщения говорит о том, что при большой напряженности магнитного поля Н проницаемость  уменьшается.

B, 

max Bнас

B 

H

Рис. Кривая намагничивания В(Н) и зависимость  (Н).

Основными характеристиками намагничивания являются: Вr - остаточная индукция после снятия магнитного поля, Внас - индукция насыщения и соответствующая ей напряженность Нmax, Нс - коэрцетивная сила - напряженность, сводящая индукцию В к 0

В Внас

Вr

В(Н)

Hc Н

Нmax

Рис. Магнитный гистерезис.

Площадь петли гистерезиса пропорциональна работе перемагничивания и полностью переходит в тепло. Наличие остаточной индукции Вr при Н = 0 позволяет делать переключающие (2 состояния: В = 0 и В  0 или В = +... и В = -...) логические элементы, в том числе с использованием ферромагнитных пленок толщиной 100...600 нм, т.е. в один домен. Это на 2 - 3 порядка сокращает время переключения и увеличивает Нс, что, в свою очередь, увеличивает надежность сохранения информации.

Для переменного поля петля гистерезиса должна быть узкой: Нс < 1 А / м , - магнито - мягкие материалы. Для постоянных магнитов используют магнито -твердые материалы с Нс > 10.000 А / м. Размагничивание таких материалов происходит при нагревании или механическом воздействии.

.

Рис. Зависимость магнитной индукции В от напряженности внешнего внешнего магнитного поля Н.

Материалы с магнитными функциями (магнитомягкие, магнитожесткие и аморфные магнитные)
Mn-Zn-ферриты, г-Fe2O3, CrO2	Головки и ленты для звуко- и видеозаписи.
Mn-Zn- и Ni-Zn-ферриты	Детали трансформаторов
Li-Mn-ферриты, R3Fe5O12	Элементы памяти ЭВМ

Ni-Zn-ферриты	Магнитострикционные фильтры и вибраторы
(Mn1-xZnx)Fe2O4	Магнитопроводы
Y2Fe5O12, Li-Zn-Ti-ферриты	Антенны дальней связи (СВЧ)
BaFe12O19, SrFe12O19	Радиопоглощающие покрытия, постоянные магниты для статоров