книги из ГПНТБ / Мишин Д.Д. Процессы намагничивания и перемагничивания в магнетиках конспект лекций
.pdfРис.2-9. Однодоменная структура
Рис.2-10а)Магнитная структура фер- |
б) Доменная |
структура |
|
ромагнитной частицы с малой крис- |
ферромагнетика с |
одноосной |
|
таллографической |
анизотропией |
анизотропией |
|
Рис.2-Иа)Доменная структура фер |
|
||
ромагнетика с большой |
!срис-б)|. Доменная |
структура ферроиагнетика |
|
таллографической |
анизотропией с большой |
магнитоотрякциейГ |
|
- 19 -
Рис.2-13. Свободные полоса и доиенная структура вблизи сферических включений
- :;0 -
Из-за явления магнитострикции возникновение замыкающих доменов сопровождается магнитострикционной деформацией и упругими напря жениями (рис. 2-5 ) . В монокристаллах кремнистого железа с неболь шим отклонением их поверхностей от кристаллографических плоское - тей возникают замыкающие домены в виде "елочек" (рис, 2-6 ) . Внутренние упругие напряжения вызывают искажение доменной структу ры (рис. 2 - 7 ) . В поликристалличеоких магнетиках в каждом зерне своя доменная структура (рис.2-8 ) , Доменные структуры соседних зерен сочетаются таким образом, чтобы магнитные заряды на границах и магнитостатическая энергия были минимальными,
В малых магнитных частицах возможна однодоменная структура (рис. 2 - 9 ) . В зависимости от величины кристаллографической анизо тропии и магнитострикции доменная структура может быть разной (рис.2-10 , 2-11 ) . Под действием пластичеокой деформации, напри
мер, при нанесении царапины, доменная структура может резко измель чаться и принимать очень сложную форму (рис.2-12). Вблизи включения посторонних, немагнитных фаз или фаз с другими магнитными конотайтями, возникает специфическая доменная структура (pre.2 -13).
§ 2-2. Междоменные границы
При возникновении доменной структуры в магнетиках образу ются такие междоменные границы. Эти границы представляют собой пе реходный слой конечной толщины, в котором ориентация спиновых иагниткых моментов изменяется от их направления в одном домене до на правления самопроизвольной намагниченности в другом, соседнем до мене (рис. 'Л-14 ) . Отклонение спиновых магнитных моментов внутри междоменном границы сопровождается увеличением обменной энергии
(2-1)
гдо l/fj. - угол,образованный соседним магнитным моментом.
На рис.2-15 представлено изменение ориентации спиновых магнитных мо ментов в 1Й0°-й доменной границе одноосного магнетика. Изменение ориентации спиновых магнитных моментов зависит от кристаллографи ческой ориентации ее доменной границы (рис.2-1в). .Доменная г{йница мо;.-ет быть hc-n.'jocicoif и ь то у.ц и емя ыокот не иметь свободных магнит-
- 22 -
—*-я
Рио.2-15 б)Изменение ориентации спиновых магнитных моментов в 180° - й доменной границе одноосного ферромагнетика
Рис.2-17.Цилиндрическая доменная граница. В - угол, образованный нормалью к поверхности доменной границы
Рис.2-18. Возможная конфигурация 180° —й доменной границы без свободных магннтких полисов
- ?А -
Рис.2-19.Ориентация 90Йдомвнной границы, не ииесщей свободных магнитных полосов
Рис.2-20.Ориентация спиновых иагнитных моментов выше и ниже 90°й. доменной границы.
Рис.2-21. Зигзагообразная 90°ядоменная граница, возникшая из-за царапины па (100) поверхности % SlFe (Чикаэуии, Сувуки),
- 25 -
|
|
|
|
|
100 |
I 2 0 u |
|
|
-*t |
5 |
75 |
|
|
|
|
||
80° |
|
|
|
со |
50 |
\4 |
|
|
|||
40° |
|
|
25 |
||
|
40 |
80 |
120 |
160 |
200 |
Рис. 2-22. Зависимость утла от зигзага и вычисленных внутренних напряжений от расстояния до царапины
Рис.2-23. Ориентация 90°-й доменной гра ницы, наблюдаемой на железных усах
max
Рис.2-25. Зависимость энергии доменной границы от кристаллографической о р и е н т а ц и и ^
- 27 -
ных полюсов (рис.2-17,2-I8J,Ориентация 90?ндоменнрй_ границы, не имеющей свободных полюсов, предотавлена на рис2-19,2-20,90*агра
ницы возникают |
при пластичеокой деформации в виде царапины (рис. |
2-21 ) , причем |
ориентация возникающих доменных границ зависит от |
расстояния до царапины (рис2-22). Сосуществование 180$ги 90?хграниц было обнаружено также в цонокристаллических железных усах (рис2-23), -Ориентация доменных границ зависит от нриоталлографической ориентировки монокристаллических образцов (рис,2-24 К Энергия доменной границы при этон будет разная (рис,2-25Л Энергия доменной
границы |
зависит |
от |
плотности |
обменной магнитокриоталли- |
||
ческой анергии |
(Е^, |
- |
А |
, |
БСК ) |
|
|
^ = Ш Г , |
|
|
(2-2) |
||
Ширина доменной |
границы определена по |
формуле |
||||
|
|
|
|
|
|
(2-3) |
|
|
|
Глава |
третья |
|
|
|
НАМАГНИЧИВАНИЕ И ПЕРЕМАГНИЧИВАНИЕ МАГНЕТИКОВ. |
|||||
|
§ |
8 - 1 . Кривая намагничивания |
||||
Термодинамически устойчивым состоянием для ыногодоменного магнетика является макроскопически размагниченное. Поскольку магнетик, как правило, монет находиться во многих метаотабидьных
оостояыиях(частично намагниченных состояниях),для |
приведения |
его |
в размагниченное состояние необходимо произвести |
специальное |
раз |
магничивание. Под действием внешнего магнитного поля магнетик на - магничивается, т . е . появляется макроскопическая результирующая на
магниченность |
J |
- |
численно равная магнитному |
моменту |
единицы |
|
объема магнетика |
(в |
оиотеме CVS |
измеряется в |
гауссах, в. систе |
||
ме CU в а/м) . |
Результат процеоса |
намагничивания |
обычно |
определяет |
||
ся графически в виде кривой намагничивания (рис . 3 - 1) . Крутизна кри вой намагничивания характеризует магнитную восприимчивость (проницаемость JU*{* ) , зависящую от степени намагниченно
сти магнетика (рис . 3 - 2), причём различают обратимую, дифференци - альную и полную проницаемость.
- 28 -