Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Мишин Д.Д. Процессы намагничивания и перемагничивания в магнетиках конспект лекций

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

23.10.2023

Размер:

4.22 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 / 1611 12 13 14 15 16 > Следующая >>>

но X.

	пЧ*)		- б xs<50x>						(6_56)
когда X	велико	по	сравнению с S ,	то	^i(x)	стрештся к			пределу
	L		W
	"Цх)		~ " T J '					(6-57)
Результат этот очевиден, поскольку в				этом случае область, в кото
рой намагниченность поворачивается на 90°, пропорциональна X. .
На рис.	,6-Юа.	представлено изменение функции -f					,	характеризую
щей поле	последействия
Случай стенки в 180° совершенно				иной, так			как	если	X.
намного	превосходит толщину стенки,			то	поле	последействия			стре

мится к нулю. Поскольку изменение энергии тогда не зависит от ОС ,

поворот на 180° не изменяет энергию				стабилизации, 1\(_(у) начи
нает расти с	ростом	XL . таким же образом, как			и	при множите
ле, близком к % . 1 8 0 ° - я			стенка	эквивалентна	двум	стенкам	90°,
расположенным рядом,		затем	проходит	максимум, уменьшается и			стре
мится к нулю,	когда	стремится		к бесконечности.		Его изменение
представлено	на рис.	6-106 .

Самым простым явлением поля последействия является измене — ние с течением времени восприимчивости в слабых полях. Это явле

ние известно под названием "Дезаккомодашш" (рис. 6 — I I ) . Размагнитим вещество, подвергая его действию переменного маг

нитного поля с убывающей амплитудой, что имеет следствием доста точное перемещение стенок, чтобы в момент времени t = 0 , когда размагничивание закончено, ни одна из стенок не была стабилизиро

вана. Если затем измерить		магнитную восприимчивость, то					окажется,
что она зависит от момента			времени	~t	, когда	она была	измерен1 3 .
На рис. 6 - I I представлено		изменение магнитной				проницаемости
железа, содержащего углерод в зависимости от времени							Ь ,	для
двух	различных значений	температуры,			это явление можно		объяснить
на основе представлений о		стабилизации			стенок. Стабилизация			с т е н
ки,	находящейся в точке	X	= 0 ,	началась в момент времени £ = О,

поле последействия в момент времени -t = 0, при перемещении XL

hi (&Т	k	tx,o)U-	* V = нФ,о)		ф(ч	•	( 6 - 5 8 )
Рассмотрим		прежде начальную восприимчивость:					перемещение сте
нки 'х мало	по	сравнению	с 8	. Оно	связано	с общей намагничен-
			-	99 -

- 100 -

10 20 30 40 50

t(mti)

Рис.6-11. Изменение со временем магнитной восприимчи-' вости углеродистой стали для двух значений температуры. Нижняя кривая соответствует более высокой температуре

- 101 -

ностью выражением
			(6-59)
где S-площадь	стенок. Тогда поле		последействия
А •	- _ J L vv	ас
	I/SS	• Z " = _ / V r -	• ( 6 _ б о )
Таким образом,	намагниченность
			( 6 - 6 D
Отсюда выводим

Этот результат применим для 90 - х и 180 - : х стенок. Напротив, если приложенное поле довольно велико, так что перемещение стенки больше её толщины, то поле последействия равно нулю -для: стенки в 180°; постоянно и р а в н о д л я стенки в 90 . Первые не участвуют в дезаккомодации даже в очень сильных полях. Для 90е - х стенок имеем

(6-63)

откуда

Восприимчивость, определенная как отношение намагниченности и поля, равна восприимчивости, измеренной в момент времени 0, без второго члена в правой части (6 - 64) .

Восприимчивость схематически изображена на рис. 6-12. Эта теория не только объясняет дезаккомодацию) но и учитывает ано малии, наблюдающиеся для некоторых сталей, содержащих немагнит

ные примеси: проницаемость	не	является линейной функцией по
ля, имеет более сложный вид,	как	это видно	на рис.6-13, где
воспроизведены результаты для	кремнистого		железа, содержащего

азот. Вид этих кривых аналогичен виду кривых предыдущего рисун ка.

Таким образом,последействие объясняется стабилизацией с т е нок. Перемещение стенки в данный момент времени зависит от всех предыдущих перемещений этой стенки. Уравнение, определяющее пс-

- 102 -

Рис.6-13.'Изменение отношение I / H с изменением поля для стали ,содержащей азот при различных значениях времени

- 103 -

лозкенве стенкп в момент времени, может быть записано лишь в общем виде

Перемещение стенки является следствием равновесия между давлением (обусловленным действующим полем) и сопротивлением движению этой стенки. Последний член выражает дополнительное давление, которое эквивалентно действию поля последействия. Если последействие невелико, то есть, если поле последействия остается небольшим по сравнению с полем приложенным, то оно

может рассматриваться как возмущение и, решая интегральное урав нение, находим, что классическое уравнение последействия - это первый член выражения этой серил. Тот факт, что это приближение является в общих чертах удовлетворительным с физической точки зрения означает, что положения стенок, измененных последействием, не слишком отличны от тех, какие они имели бы при отсутствии последействия.

Флуктуационное последействие характеризуется логарифмичес ким изменением намагничивания со временем (рис.6-14). Если в мо мент времени i = О появляется поле Ие , то намагниченность в момент t запишется

(6-66) где с - * у и Q -постоянные. Этот закон проверен в области очень длительных промежутков времени, как это видно на рис. 6-14.

Область применимости этого закона простирается по крайней мере от ГСГ^сек. до года.

Принцип суперпозиции, который широко используется в случае диффузного последействия, для флуктуационного последействия не

применим: если п о л я ( ф и		Из.(1)вызывают		соответственно		изменение
намагниченности	и	1лЦ}г т 0	п о л е	H(-t)	~	Н&М
вызывает изменение	намагниченности		I^j,	которое	отличается.

- 104 -

Если,в	частности,приложить постоянное	поле Но	о т момента времени
to	до t = 0, намагниченность	для	т{.;=-£>не зависит
от t D .

Предыдущие экспериментальные законы указывают, что это после действие обязано своим происхождением локальному магнитному полю, случайный характер этих флуктуации согласуется с тем фактом, что принцип суперпозиций не соблюдается. Модель, построенная Неелем для объяснения последействия, основывается на этой идее.

Рассмотрим стенку, разделяющую два домена, в равновесии в поле Н0 в положении J?„ . Тепловое движение вызывает локальное изменение направления спонтанной намагниченности.

Отсюда следует, что локальное магнитное поле флуктуирует во времени с высокой частотой таклм образом, что на стенку действует поле

Иа,

tl(q

•

(6-67)

Поле А/^имеет вид, представленные на

рис. 6-15.

Оно имеее

огибающую изображенную

на рис. 6-15 штриховой ли

нией, что

мы обозначили

через

hm^j

. В двух различных доменах

поля флуктуации

h(i)

различны,

но

огибающая кривая

h т

(Ц

которая является величиной статической, та же. Можно показать,

пользуясь

предположениями, что hm^)

может записаться

hm(i)=

(0.

+-Со$ 4),

(6-68)

где

S yi

- характеристическая

постоянная вещества,

не зависящая

от

приложенного

магнитного

поля

и в

первом приближении

изменяю

щаяся как

корень квадратный абсолютной температуры. Действитель

но,

если

бы намагниченность обратимо

следовала за изменениями по

ля,

она просто

бы флуктуировала

между границами, которые

возрас

тали бы с возрастанием поля. Эту необратимооть легче объяснить в

области слабых полей, где были проделаны самые многочисленные

;

эксперименты.

Пусть

Тв

намагниченность

поле

Но , -которое было достигну

то путем увеличения значения. Еслл увеличить поле на

//е

то

увеличение намагниченности

будет

равно

Если, наоборот,

уменьшить

поле

И0

то и намагниченность

умень

шится

Л1'0=айЯв.

(6-69<3)

- 105 -

Рис.6-15^ 'изменение со временем поля теплового последействия

o . i

ioo 1000 H C ( G E )

Рио.6-16. Соотношение менду коэрцитив ным полем и коэффициентом

- 106 -

Если приложить переменное поле с амплитудой й Л , то намагни ченнооть будет флуктуировать между величинами

Л * ! . *	(а+фНо		( б - 7 0	а )
/ Л I'	-Я* АН0^10	+ (с-а)* Но,	(6-70	б)

ОО

еесреднее значение

Отсюда следует, что в случае флуктуационного последействия, локальная намагниченность быстро изменяется в области ореднего значения

1<Н) ^htoto'C-SitQ* г<$ -L) ( б _ 7 2 )

единственного, которое макроскопически измеримо.

Этот закон изменения намагниченности со временем эксперимента льно подтвержден в очень широкой облаоти времен. Постоянная <Sv является характеристикой образца, хотя теоретической овязи не с у ществует между <SV и коэрцитивным полем Яс .Однако устанавлива ется некоторая параллельность в изменении этих двух величин, как это следует из рис.6-16.

Глава седьмая

НАМАГНИЧИВАНИИ И ПЕРЕМАГПИЧИВАННЕ МАГНЕТИКОВ В ПЕРЕМЕННЫХ ' МАГНИТНЫХ ПОЛЯХ

Магнитные свойства (кривые намагничивания, потери энергии при перемагничивании и др.) в переменных магнитных полях являются важ нейшими эксплуатационными свойствами многих магнетиков. Разработа ны магнетики практически для всего известного диапазона частот переменных магнитных полей. Наиболее характерными диапазонами час тот намагничивания и перемагничиванин магнетиков являются: 50 герцосновная частота сильных переменных полей; 400-10000 - звуковые ча стоты, 100 килогерц-мегагерц-радиочастоты, тыоячи мегагерц - сверх высокие частоты (СВЧ). Для кандого из этих диапазонов характерны свои особеннооти процессов намагничивания и перемагничиванин магне тиков .

§ 7 - 1 . Уравнение движения доменной границы

Намагничивание и перемагничивание магнетиков под действием пе ременного поля осуществляется посрелством смещения доменных границ. При малых амплитудах поля периодическое движение 180-градусной до -

менной границы

определяется

как

и в простом гармоническом осциллято

ре эффективной

массой

вязким коэффициентом

затухания Jb

квазиупругим коэффициентом оЬ . Доменная граница испытывает давле

ние Я Т3

где

/ у

- самопроизвольная намагниченность, Н - ком

понента

напряженности

поля,

параллельная

вектору

Т3

простейшем

случае синусоидальная функция времени. Уравнение движения доменной

границы на

единицу

площади

при

малых смещениях Z

от

положения

равновесия

будет

( 7 - D

Физически уравнение (7-1) означает,

что смещение границы

опре

деляется

инерцией

границы

m %

, силой

затухания уЗ St

тормозя

щей движения и квазиупруго^

силой

. Параметры

и^ув

опре

деляются свойствами магнетика. Квазиупругая сила возникает в резуль тате взаимодействия доменной границы с включениями или другими де -

Фектами	решетки		в магнетике, т . е .	- является структурно-чув
ствительным		параметром. Магнитная проницаемость пропорциональна
/Н,	где	<3?	- определяется равновесным решением уравнения(7-0.

~ 108 -

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 / 1611 12 13 14 15 16 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ