Ферромагнитные домены

В ферромагнетике при T < T_C все спиновые моменты атомов с недостроенными d- или f-оболочками ориентируются параллельно друг другу. В результате этого намагниченность макроскопического образца должна быть ~ M_s. На опыте же мы знаем, что намагниченность случайно взятого куска ферромагнетика часто

0. При помещении этого образца в магнитное поле, результирующий магнитный момент возрастает и в дотаточно слабых магнитных полях достигает M_s
1910г. - гипотеза Вейса о существовании областей спонтанной намагниченности - доменов.
1935 г. - Ландау и Лифшиц - теоретическое обоснование гипотезы Вейса. Макроскопический образец равен сумме доменов, каждый из которых намагничен до насыщения, но

-Акулов (1934г.) Биттер (1931) - метод коллоидных растворов.
-Метод Фарадея
-Метод Керра

Намагничение ферромагнитного образца, имеющего М

= 0 при Н = 0, происходит за счет изменения формы и ориентации доменов. Уже в слабых полях наблюдается увеличение объема "выгодно" расположенных относительно внешнего поля доменов, за счет доменов с "невыгодной" ориентацией, т.е. происходит процесс смещения (движения) границ доменов (рис.14.1). Процесс смещения обратим (при малых Н). Если внешнее поле снять, то домены восстановят исходную форму и размеры. Увеличение поля Н приводит к тому, что рост выгодно ориентирванных доменов осуществляется за счет необратимых процессов. Обратимому смещению границ доменов могут, например, препятствовать дефекты кристаллической структуры. Чтобы преодолеть их действие, граница домена должна получить от внешнего полядостаточно большую энергию. Это приводит к эффекту Баркгаузена (1919г.) - при плавном увеличении Н намагниченность М изменяется скачкообразно (рис.14.1г). Если снять намагничивающее поле, то дефекты помешают границам доменов вернуться в исходное положение.

Рис. 14.1. Процессы при намагничивании ферромагнетика. а) Н = 0,
б) смещение границ доменов, в) вращение вектора намагничивания,
г) фазы кривой намагничивания, эффект Баркгаузена

Можно выделить следующие фазы в кривой намагничивания: I - область линейного намагничивания (обратимого смещения), II - необратимых смещений, III- технического насыщения (рис.14.1в), когда происходят процессы разворота вектров намагниченностей доменов вдоль поля Н, IV - очень медленный рост намагничения за счет разворота по полю тех спинов внутри доменов, которые были разупорядочены благодаря конечной температуре. Теория процессов смещения была разработана Кондорским Е.И. (1938г.), а теория вращения Акуловым Н.С.

Параметры кривой намагничивания:
Намагничение насыщения - M_s, B_s;
Остаточная (remanence) намагниченность (индукция) - M_r, B_r;

(14.1)

Характеристики материалов:
Магнитомягкие материалы (H_c < 800A/m

10Oe).
Магнитожесткие материалы (H_c >~ 800A/m

10Oe).

Курсовая, контрольная работа. Примеры выполнения