Коерцитивна сила різних матеріалів [14]

Матеріал	Теоретичне значення Нс, кЕ			Експериментальні значення Нс, кЕ
	(HC)N	(HC) при σ=2000 МПА	(HC)K
Co	9,1	0,6	5,5	1
MnBi	3,9	–	37,3	12,1
Ni	3,2	4	–	5,5
SmCo5	4,8	–	252	43,4
Fe	10,8	0,6	–	2,1

У багатьох реальних магнітних матеріалах між феромагнітними частками виникає досить сильна взаємодія, яка повинна впливати на процес перемагнічування. Взаємодія магнітних частинок повинна збільшуватися при їх зближенні, тобто при збільшенні щільності їх упаковки. Взаємодію анізотропних за формою частинок вперше врахував Неель, запропонувавши формулу для оцінки Н_с залежно від чинника упаковки р:

(2.2)

де Н_с (0) – коерцитивна сила ізольованої частинки.

Окрім полегшення процесу перемагнічування і зниження коерцитивної сили, наявність взаємодії між однодоменними частинками порушує також когерентність обертання магнітних моментів при перемагнічуванні. Одна з моделей перемагнічування шляхом некогерентного обертання розглядає анізотропну частинку у вигляді ланцюжка однорідно намагнічених сфер (Рис. 2.1 а,б). В результаті магнітостатичної взаємодії магнітні моменти сфер орієнтуються уздовж загальної осі.

Рис. 2.1. Механізми перемагнічування однодоменних часток:

а – паралельне обертання;

б – віялоподібне обертання;

в – когерентне обертання;

г – закручування;

д – вигин [14]

При розрахунку коерцитивної сили передбачається, що самі сфери не мають ніяких видів анізотропії. Розраховані значення коерцитивної сили частинок у вигляді ланцюжка зі сфер для віялоподібного симетричного обертання (А), віялоподібного несиметричного обертання (Б) паралельного обертання (В) і когерентного обертання в еліпсоїді (Г) приведені в таблиці 2.3.

Таблиця 2.3

Коерцитивна сила (кЕ) частинок у вигляді ланцюжка частинок із n сфер при різних механізмах перемагнічування [15]

Число сфер	Механізм перемагнічування
n	А	Б	В	Г
1	0	0	0	0
2	900	900	2700	5160
3	1420	1400	3820	7260
5	1870	1680	4810	8980
10	2270	1720	5630	10100
∞	2700	1750	6470	10800

Інший підхід полягає в розгляді трьох механізмів перемагнічування тонкого нескінченно довгого циліндра: когерентного обертання, обертання з крученням і обертання з вигином (рис. 2.1, в–д ). Результати обчислень приведені на рис.2.2 а, де показана залежність приведеної коерцитивної сили від відносного (приведеного) розміру частинки:

(2.3)

де R – радіус частинки;

R₀=A^1/2/M_s – характеристичний радіус частинки.

Представляє інтерес зміна коерцитивної сили від кута перемагнічування (Рис. 2.2, б). Для більшої величини s залежність Н_c від кута перемагнічування проходить через максимум, який спостерігається і в моделі ланцюжка частинок. В цілому, некогерентне обертання вектору намагніченості призводить до зниження коерцитивної сили в порівнянні з когерентним перемагнічуванням частинок в моделі Стонера–Вольфарта, проте в наведених вище моделях не враховується реальна дефектна структура частинок і їх кінцевий розмір.

Рис. 2.2. Коерцитивна сила для нескінченного циліндра (а) і її кутова залежність (б):

1– когерентне обертання;

2– вигин;

3 – закручування [15]