Ferromagnets - studopediya

Известно е, че един атом от всеки материал се състои от положително заредени ядро ​​и отрицателно заредени електрони въртящи се около ядрото и по начин да се създаде кръгъл електрически ток. Както е показано по-рано, кръгъл ток (бобина с ток) генерира магнитно поле (Фиг. 4 грам). За повечето материали, магнитните полета, генерирани от различни електрони и атоми са произволна посока и получената област на материала като цяло е равна на нула. Въпреки това, за някои материали, наречен феромагнитни материали, поради определени обстоятелства, като става енергично благоприятно състояние, при което магнитните полета на съседни атоми в една посока. Това условие е изпълнено за някои области на микроскопични размери от порядъка на 0,1 ... 10 m, които се наричат ​​домейни (от френски окръг). В съседните области, това състояние се извършва също, но магнитното поле може да бъде различен (обикновено насочени срещу или перпендикулярно) и обикновено енергично благоприятно е състояние, при което областта на получения е нула целия материал. размери домейни са обикновено по-малки от кристални зърна на метала, който включва (фиг. 8) и по този начин всяка кристална зърно е разделена на няколко области с различна ориентация на магнитните полета. Такъв модел се наблюдава в отсъствието на външно магнитно поле. Около феромагнити се каже, че това е демагнитизират.

На феромагнитни свойства са загубени, ако материалът се нагрява над определена температура, която се нарича температура на Кюри. Домейни, докато изчезне. При последващо охлаждане на материала домени възникне отново и неговите феромагнитни свойства са възстановени. За желязо, температурата на Кюри е 768 ° С

Фиг. 8. кристалната структура на метали (а) и в отделни области кристално зърно феромагнит на

5.Namagnichivanie и обръщане на ferromagnets

Разглеждане на поведението на размагнити феромагнит във външен, постепенно увеличаване на магнитното поле (фиг. 9). В началния момента H = 0, получената магнитната индукция във вътрешността на феромагнит Б. Както вече бе отбелязано, е равна на нула (фиг. 9, и г). Чрез увеличаване на интензивността на външното магнитно поле на домените, вътрешният магнитно поле, което е "подходящ" посока ще се увеличи по размер чрез намаляване на размерите на домените "неблагоприятно" вътрешен посока поле (Фиг. 9Ь). Тъй като този процес се дължи на изместването на стени домейн, то ще продължи толкова дълго, колкото домейните "благоприятно", ориентирана вътрешно магнитно поле не заемат целия обем на феромагнитен материал (фиг. 9в).

Фиг. 9. Метод на намагнитване на феромагнит: а - Z домен състояние с увеличаване на магнитно поле, г - крива на намагнитване, д - промяната в магнитна проницаемост

В първата част на капака (1) на процеса е обратимо, т.е. когато го изключвате феромагнитни поле се връща в първоначалното си състояние. На стръмен част (2), изместването е неправилни граници (или скача Barkhausen ефект) и процесът е необратим (в разширения участък изобразен на правото на кривата). По-нататъшно увеличение на външното магнитно поле (област 3) Вътрешният областта се завърта в посока на външните и евентуално съвпада с нея (фиг. 9d). Зависимост на В (Н), показана на Фигура 9, г се нарича крива на намагнитване, и, както се вижда, не е линейна. Интензитетът на външно магнитно поле, след което пробата вътрешния индукция вече не се увеличава (фиг. Деветграма) се нарича поле насищане Hm. и магнитната индукция на пробата - насищане магнитен поток плътност Bm. След растеж на магнитната индукция се появява само поради увеличаване на външното магнитно поле. По-долу (фиг. 9 д) показва връзка м (п) (т = B / m0 Н), която също е нелинейна.

Както вече споменахме, в процеса на намагнитване на феромагнитни материали е необратим. Това означава, че ако сме от магнитни до състоянието на насищане (Н = Hm) ще започне да се намали външното поле, индукцията в пробата няма да се променя в съответствие с кривата на намагнитване на 0-1 (Фигура 10а). Тъй като силата на полето намалява от Hm 0, индуцирането на пробата променя от Br да BM съгласно кривата 1 - 2. Това явление е свързано с необратимостта на част стени домейни процес изместване 2 на кривата на намагнитване се нарича магнитното хистерезис. Стойността на индукция Вг когато външното поле се нарича остатъчния магнетизъм (или остатъчен намагнитването).

Ако феромагнитен материал, в състояние на остатъчна намагнитеност сега прилагане на външно магнитно поле в обратна посока от 0 до - Хм. магнитната индукция в пробата, ще варира в съответствие с крива с 2 - 3 - 4. областта - НС. при което индуцирането на пробата е равно на 0, се нарича коерцитивната сила. По-нататъшно увеличение на външно магнитно поле обратна на стойността - Hm феромагнит е намагнетизирана до насищане Bm и обратна посока (точка 4). В последвалата промяна в сферата на външните работи от - до Хм
+ Hm индукция в пробата, ще варира в зависимост от кривата
4 - 5 - 6 - 1, преминавайки последователно през стойността на остатъчната намагнитване, коерцитивната сила и индуциране на насищане на противоположни знаци. Получената затворена крива с 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 1, се нарича граница на хистерезисната крива. Последователното промяната на външно магнитно поле HM от + към - Хм, и така нататък, магнитната индукция в феромагнитни ще варира в съответствие с тази граница на хистерезисната крива.

Ако напрегнатост на полето на намагнитване обрат Хм отнеме по-малко. на магнитната индукция също ще варира в зависимост от хистерезисната крива на по-малък размер, което се нарича частен хистерезисна крива.

Фиг. 10. обръщане на намагнитване на феромагнит и хистерезисна крива - и феромагнитен цикъл размагнитване постепенно намалява магнитното поле - б

Ако последователно обръщане феромагнити при всеки следващ цикъл леко намаляване на силата на външното магнитно поле, всеки път, когато дойде до точката с магнитна индукция също е по-ниска, отколкото в предишния цикъл, както е показано на фиг. 10 б. В резултат на това в следващата стъпка, когато външното поле е почти нула, получаваме почти демагнитизират феромагнити с нулева магнитна индукция. Размагнитване чрез последователно намагнитване обръщане с намаляване на максималната стойност на външното поле е един от основните методи за demagnetizing магнитните части след контрол.

Други методи отнася демагнетизирам феромагнитен нагряване над температурата на Кюри. Размагнитване в този случай е по-пълно, обаче, в областта, този метод не се използва широко, pskolku температура феромагнитен Кюри е достатъчно висока и желязо, както вече беше споменато, 768 ° С

Частичен размагнитване се случи и неравности, а също така трябва да се вземат предвид при контрол от страна на магнитни методи.

В зависимост от формата на контура на хистерезис всички ferromagnets обикновено се разделят на две групи: меки магнитни и твърд магнитен. За меките магнитни феромагнитни материали включват "тесни" хистерезисна крива, за което стойността на коерцитивната сила е по-малко от 800 А / м (Hc <800 А/м). К магнитотвердым соответственно относятся ферромагнетики с "широкой" петлей, у которых коэрцитивная сила больше 4 кА/м (Нc> 4 кА / т).

Стойността на коерцитивната сила е от решаващо значение при избора на метода на намагнитване подробности под контрол, които ще бъдат разгледани по-нататък. Меки магнитни материали се използват, например при производството на магнитни ядра и основни намагнитизираният поток порта устройства и вихрови токове сонди и твърди магнитни - за производството на постоянни магнити.