![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Мишин Д.Д. Процессы намагничивания и перемагничивания в магнетиках конспект лекций
.pdfТензор 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 |
|
|
7Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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 |
Jёл |
(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>/6Ьlltct-сл;iЯЛОо |
|
|
|
|
Cosyifr,- |
|
|
|
|||||||
|
|
|
, - &UI*U(XJ |
(stz |
-zj (У* = ±ллл£/Ь/ |
(С, -СЛ)Яi0o |
• |
|
|
|||||||||
|
|
у |
fay*'*$dx |
r |
•5ln*Hci |
- Ь 1Я*°° J# /&/• |
|
|
(5_29) |
|||||||||
|
С л у ч а й |
A - 4 . Дислокационная |
петля лежит в |
плоскости |
{ и о | , |
|||||||||||||
но |
вектор Бюргерса |
типа |
1/2а / I I I / л е ж и т |
в другой |
плоскости |
|
|
|||||||||||
(рис. б-Я) • В этом |
случае |
либо |
Пх= |
Р3 |
|
и |
^л-^з |
|
, |
либо |
|
|||||||
|
|
|
-- - 1пл |
itiStl |
|
f<%3 lstx - 2< |
Idx |
+ Cons4. |
|
(5-зо) |
||||||||
|
|
l&£*AYhlii&lbilA**i ci [ |
|
SinXjU/xidx- |
|
|
|
|
||||||||||
|
С л у ч а й |
Б-I. Дислокационная |
петля лежит в плоскости /ЮО] , |
|||||||||||||||
вектор |
Бюргерса |
j 100} |
|
, |
дислокации |
лежат в |
направлении |
/ ю о ] |
|
|||||||||
(рис . 5 - 7) . |
В этом случае |
либо |
-^i'Si=0 |
|
, |
либо |
пл |
= п^^О |
или |
|||||||||
4 = 4 = , J 7 |
/ |
= |
|
|
|
, |
тогда |
согласно |
(5-24) |
|
|
|
|
|
Рис.]5-&, Ориентация меядоиенной границы типа 1В0о -й (юо]
к дислокационной петли случая |
А - 4 |
- 54 |
- |
Рис.5-8. Ориентация иелдсшенной границы типа 180°-й {iOOj и дислокационной петли случая В-?
( 5 - B I)
i . e . дислокационные петли этого типа в данной приближении не ока зывают препятствий смещению междоменных границ.
С л у ч а й |
Б-2. Дислокационная петля лежит |
в плоскости { Юо) , |
|||||
но вектор Бюргерса и нормаль лежат в других направлениях |
<Ю0,> и |
||||||
присутствует винтовая |
составляющая |
(рис.5-8) . Дислокации |
совпадают |
||||
с направлениями |
<100-> . В этом |
случае |
^ - &ж.~0}. |
oi-ni=0 |
|||
l& £ тл* 1~6э$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.о% |
либо |
kt(aJty_llithco(c,-Ct)#-[4-Ca*(x)]dx*{/Sj(c,-cs IЛi00j. ( 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' - 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 -