Әдістемелік нұсқаулық

жүктеу 2,71 Mb.

бет	7/11
Дата	04.12.2017
өлшемі	2,71 Mb.
	#3203

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Ферромагнетиктер

Магнетиктер арасында аномальды жоғары магниттік қасиеттерге ие болатын кристаллдық заттар – ферромагнетиктер ерекшеленеді. Ферромагнетиктерге – темір, никель, кобальт, гадолиний және тағы басқа сирек кездесетін металлдармен олардың қорытпалары, хром және марганецтің кейбір қосылыстары жатады. Олардың ерекшелігі: жеткілікті төменгі температурада сыртқы магнит өрісінен тәуелсіз J_s магниттелу пайда болуында. Бұл магниттелу өзіндік (спонтанды) деп аталады.

Ферромагнетик дене H=0 болғанда домендерге, яғни қанығуға дейін спонтанды магниттелген кіші облыстарға бөлінген. Домендердің магнит моменттерінің векторларының бағыттары беттеспейді, сондықтан дененің

қорытынды магнит моменті және J оның көлемі бойынша орташа магниттелу нолге тең .

Спонтанды магниттік күй Кюри нүктесі деп аталатын T_с белгілі температурадан төмен болады. Бұл температурадан жоғары болғанда ферромагнетик парамагнитті күйде болады.

Ферромагнетиктің спонтанды магниттелуі кристалдық күйде ғана пайда болу мүмкін.. Ферромагнитті кристаллда көрші атомдардың толтырылмаған ішкі электрондық қабықшаларының электрондарының арасында олардың меншікті (спинді) магнитті моменттерін бір–біріне қарама–қарсы бағыттауға ұмтылатын магнитті өзара әсерлесумен қатар бұл моменттерді параллель бағыттайтын квантық- механикалық (алмасу) әсерлесу бар.

Белгілі атомаралық қашықтықтарда алмасу әсері басым болады, бұл спонтанды магниттелуге әкеледі. Сыртқы өріс болмағанда ферромагнетик энергиясының минимумына оның домендерге бөлінуі есебінен жетеді.

Сыртқы магнит өрісінде ферромагнетиктің доменді құрылымы өзгереді, бұл оның өріс бойымен магниттелуіне әкеледі (сурет 1 ). H=0 болғанда көлемі бойынша орташа магниттелу J=0 (сурет 1 а).
H=0 Н

а) б) в) г) д)

(сурет 1)

Магниттік өріс домендер көлемінің қатынасын өзгертеді (

және

арасындағы бұрыш сүйір болатын ). Бұл H өскенде (сурет 1 а) пайдасыз бағытталған домендердің жұтылуына әкелетін (сурет 1 в) домендік шекаралардың ауытқу процессі нәтижесінде болады. Жеткілікті күшті өрістерде ауытқу процессі қайтымсыз. H–тың өсуімен келесі J өсуі домендерде спонтанды

магниттелу векторының өріске бағытталған айналу (бұрылу) процессі нәтижесінде жүзеге асады (сурет 1 г). Содан кейін магниттік қанығу күйіне жетеді. Мұндағы,

(сурет 1 д).

Жоғарыда келтірілген процесстер 2 - суретте келтірілген J=f(H) тәуелділігіне әкеледі. Бұл тәуелділік сызықты емес. Ендеше ферромагнетик үшін μ магнит өтімділігі (2.5) және (2.7) формулалары бойынша есептеледі, ол өрістің кернеулігіне тәуелді (сурет 3).



J_s 1

2

-H_m-H_cH_c

3 6 Н_m H

5

4

H

( сурет 2 ) ( сурет 3 )

Магнит өрісінің B индукциясы ферромагнетикте салыстырымды аз H болғанда үлкен мәндерге жетеді. Сондықтан магниттік өтімділіктің шамасы шамамен 10³-10⁵ болады.

Ауытқу процесстерінің қайтымсыздығы салдарынан H_m кернеуліктен –H_mкернеулікке дейін өзгеруі

тен -

-ке магнитттелудің 1234 қисығы бойынша өзгеруіне әкеледі (сурет2). Бұдан J, H өзгеруінен қалып отыратыны көрінеді. Бұл қалып отыру гистерезис деп аталады. H=0 болғанда үлгі қалыпты бағытта магниттеледі, ал

болғанда қалдықты магниттеледі.

кернеулік болғанда магниттелу нолге айналады. Ол қайтымды күш деп аталады. Содан кейін H өскен сайын қайта қанығу болады. Өрістің -H_m –нен H_m ге дейін өзгеруі 4561 қисығы бойынша магниттелудің өзгеруіне әкеледі (сурет 2). Жалпы циклді қайта магниттелу кезінде болатын 123456 қисығы магнитті гистерезис тұзағы деп аталады.

4- суретте ферромагнетиктің магниттелу және қайта магниттелу процесстері

тәуелділік графигімен көрсетілген, оны (2.6) формуласы көмегімен

тәуелділігінен алуға болады. Бұл суретте B=B_r - қалдықты индукция.

B
B_r

-H_c H_c ( сурет 4 )

жүктеу 2,71 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11