Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
4.22 Mб
Скачать

Тензор магнитострикционной деформации имеет вид

(5-21)

где Л100j - магнитострикционные константы, $LK - символ Кронекера, <^-1,<^-к -направляющие косинусы спонтанной намагниченности.

Для исследуемой

междоменной границы

180§f{l00

о,

поэтому

Суммирование

по

L,

К

в

(5-21) не производится.

&ях *%Jlioo[Ci

Co$yu(*i

+ Сл. SinljH(x>]

,

 

Сы

^^Aiooid

&Lnxtu.w

+ СЯ

CasAjtt(v) J

,

 

,/»

л

 

 

 

 

 

 

 

 

(5-22)

В дальнейшем функцию

 

JJ. /*i

будем

аппроксимировать

следующим ов ­

рагом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X < - -§-

 

 

 

 

 

 

 

 

Z '

 

 

2

 

 

 

 

 

Мы

+

"

f

V 1

 

 

(5-23)

J

1

 

 

 

"

 

 

 

Для исследуемого вида мекдоменной границы

магнитоупругая энергия

будет иметь вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£> =jl&x fci * Ь

fa)

JSs. *fit*

fa

* &з &з )cfS3

=

= "AJ(6x

 

*• £3

f3i

)dS +n3 J(4A

<РзЛ

+ S3 %3

)o/$=

 

 

(5-24)

где

fij.Pi

- компоненты нормали к дислокационной петле. Если />Л- О ,

то

индексы

2 и 3 меняются местами.

- 49 -

Смещение междоменной границы существенно завиоит только от из­ менения магнитоупругой энергии

 

 

 

 

а Вг * I Еt - Ес(а^)

I,

 

 

 

 

 

(5-25)

где

 

-

магнитоупругая

энергия

при однородной

 

намагниченнос­

ти.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

rt (6£

<Рц (оо) * 33

fa)

JafSj

--

 

 

 

 

 

 

-~J[i& (e,-Cj)7lJDa

Ccsyt(o9)

 

* $

 

 

(g_26)

 

 

 

•/з Сi XTJJ

bin2jU(<^)

+

(SA

£Jj„

c3

 

gin Aju. (<*>)+

Рассмотрим случаи дислокационных петель, наиболее характер­

ные для кремнистого железа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С л у ч а й

A - I , А-3. Дислокационная

петля

с

вектором

Бюргерса

I / 2 a <1П> лежит в плоскости

типа

^П0^(рис.5^2, 5-3').

В атом

случае

Лъ

в 0.

Дислонации,

образующие

петлю, совпадают

о направ­

лением

< Ш > .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Еер--J[i

& (Crd

 

)А юс Cob*juM+i

6*с3Л

ш&пЛ/и(*)]с15л,

так как

Sa>

 

 

 

 

то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М' dSx-

n3JdAiiSL-it)i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

luEhi/пл/&fa-CJ.)[£)S1yU/x.i

 

- JJAJOO

 

*

 

 

 

(5-27)

 

 

i63C3A

ш

bin Ар (x) Ux • Z*)

 

I '

 

 

 

 

 

 

= £

jnx

л

(Ct - cx) Sotju

(я)Я *oa

+

 

 

 

 

 

'Гак как для кремнистого

железа -^доо"^

I I I ' 1 0

п

р и

с м е щ е н и и

ыаждоыенной границы максимальное

изменение

магнитоупругой энергии

4 £ /пах

будет

иметь

место,

когда

 

-21

-

£

максимально

( р и с . 5 - 4 ) .

 

 

 

-

50 -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 51 -

 

 

/лЕплх l-ihi

 

J&ihi

- cx;

SinytfaA jo0#a/xj=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- S

f t

 

 

 

 

 

 

 

 

(5-28)

 

 

 

= -jfhtSj./(Ci-Ct.)AjBo

 

 

8g .

 

 

 

 

 

 

С л у ч а й

A - 2 . Дислокационная

петля с

вектором

Бюргерса

1/2

< I I I >

лежит

в

другой

плоскости / п о /

(рис.5-»5),

В этой

случае

выполняются следующие

равенства: либо

Лх--л3

 

4»^ либо

лх

= пл

и

Si

= - A3 •

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

знак берется в зависимости от ориентации вектора Бюргерса а

со

-

ставляющей

нормали

П i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= iA1J(I'&J>/6Ьlltctл;iЯЛОо

 

 

 

 

Cosyifr,-

 

 

 

 

 

 

, - &UI*U(XJ

(stz

-zj (У* = ±ллл£/Ь/

(С, -СЛi0o

 

 

 

 

у

fay*'*$dx

r

5ln*Hci

- Ь 1Я*°° J# /&/•

 

 

(5_29)

 

С л у ч а й

A - 4 . Дислокационная

петля лежит в

плоскости

{ и о | ,

но

вектор Бюргерса

типа

1/2а / I I I / л е ж и т

в другой

плоскости

 

 

(рис. б-Я) • В этом

случае

либо

Пх=

Р3

 

и

^л-^з

 

,

либо

 

 

 

 

-- - 1пл

itiStl

 

f<%3 lstx - 2<

Idx

+ Cons4.

 

(5-зо)

 

 

l&£*AYhlii&lbilA**i ci [

 

SinXjU/xidx-

 

 

 

 

 

С л у ч а й

Б-I. Дислокационная

петля лежит в плоскости /ЮО] ,

вектор

Бюргерса

j 100}

 

,

дислокации

лежат в

направлении

/ ю о ]

 

(рис . 5 - 7) .

В этом случае

либо

-^i'Si=0

 

,

либо

пл

= п^^О

или

4 = 4 = , J 7

/

=

 

 

 

,

тогда

согласно

(5-24)

 

 

 

 

 

Рис.]5-&, Ориентация меядоиенной границы типа 1В0о (юо]

к дислокационной петли случая

А - 4

- 54

-

Рис.5-8. Ориентация иелдсшенной границы типа 180°-й {iOOj и дислокационной петли случая В-?

( 5 - B I)

i . e . дислокационные петли этого типа в данной приближении не ока­ зывают препятствий смещению междоменных границ.

С л у ч а й

Б-2. Дислокационная петля лежит

в плоскости { Юо) ,

но вектор Бюргерса и нормаль лежат в других направлениях

<Ю0,> и

присутствует винтовая

составляющая

(рис.5-8) . Дислокации

совпадают

с направлениями

<100-> . В этом

случае

^ - &ж.~0}.

oi-ni=0

l& £ тл* 1~6э$СзЛш

£j&in2jU(y)

dx^S^

^fei

(5-ЗЕ)

С л у ч а й

Б-3. Этот случай

отличается тем, что дислокация

чисто краевая (рис . 5 - 8) . Либо здесь

£*

'^'°>

п,=лх%

либо

kt(aJty_llithco(c,-Ct)#-[4-Ca*(x)]dx*{/Sj(c,-cs i00j. ( 5,33)

Когда плотность краевых дислокаций значительно меньше плотности винтовых, то случай Б-3 существенного вклада в изменение магнито­

упругой

энергии при смещении границ

не дает.

 

 

С л у ч а й B - I . Дислокационная

петля, являющаяся частью дис­

локационной сетки, состоит

из двух винтовых дислокаций с вектором

Бюргерса

а <100> и четырех

винтовых

дислокаций с

вектором Бюргер­

са 1/2а <111>{рий5-:9)»

Плоскость петли совпадает

с

плоскостью

{ п о | . Сделаем оценку

вклада

такой

дислокационной

петли в иаг-

нитоупругую энергию. Для оценки

этой

энергии дислокационную петлю

разложим -на две петли с

сохранением

суммарного вектора Бюргерса

(см.рис.5-10)• Если во втором слагаемом петли концы отрезков напра­

вим по<010>

в бесконечность,

то они дадут

на (001) петлю с б е с ­

конечными

образующими по <010>

и суммарным

вектором Бюргерса

6 = 0, а проекция на (100) вклада в дБ не даст. Таким

образом,

только первое слагаемое петли даст вклад в

л Е , причем

величина

вклада может

быть вычислена,как

и в случае Б-2.

 

в )

Сила взаимодействия

меядоменной

границы с дислокациями

Коэрцитивная сила и магнитная восприимчивость могут быть вычислены также посредством силы взаимодействия мекдоменной грани­ цы с дислокациями. Сила, с которой дислокация единичной длины с

вектором Бюргерса б и вектором

касательной Т действует на до -

- 66

-

- 57 -

иенную границу, дается формулой Пича-Колера

 

 

где &ul

- единичный

антисимметричный

тензор,

ча- тензор

упру­

гих напряжения, вызванных магнитоотрикцией. При указанной на

р и о . 5 i I I

геометрии,

свойственной монокристаллу

кремнистого

железа

 

* .

'

О .

* # 4

Ъ •

(5-35)

 

Для ХвО^'границы, лежащей в плоскости (100), компоненты

тензора

напряжений

вычисляются

по формулам

 

 

 

' 3/*

Я

' - С>>

(5-36)

 

S i

 

 

 

У

и

it - УSI

-vii

- "И

- иЫ - V%

 

где «Л JQQ , «Я

 

-

магнитоотрикционные константы{

Gp Cg, С 8 -

упругие

м о д у л и ; ^ ( х )

- угол между спонтанной намагниченностью и

осью < 001> , который

будем

в дальнейшем аппроксимировать Выраже­

ние''

 

Г тг

 

 

 

 

 

/ - J ;

 

х < - * / Л .

 

 

 

 

 

1Х1<

8/л >

 

 

I

 

$;

 

x>U

 

Так как в магнитных материалах содержится множество дислокаций,то для учета их влияния на магнитные свойства необходимо ввести функ­

цию распределения диолокаций.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введя

функцию распределения

дислокаций

ft,

%)

,

такую,что .

df

m fa

ft, 2)

dV

dSL

 

есть

суммарная длина

дислокаций

о вектором

Бшргерса

£

, проходящих вблизи

точки

*

через обьем

oLv

и расположенных

внутри

телесного

угла

Л

около

направления

*Е .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Функция распределения

 

 

(?,

tj

нормирована

условием

 

fa

Jdi

Jdsi

/ /

 

с% z) =

л / ,

 

(5-38)

 

 

 

 

 

 

 

- 58 -

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ