|
| |
|
Слаботочка Книги определенную ширину 8: рде а - параметр решетки, А - обменный интеграл и /Cj - константа анизотропии. При наложении магнитного поля граница между областями придет в движение. Если бы в ферромагнетике этому движению ничего не препятствовало, то процесс смещения границы практически осуществлялся в ничтожно слабом поле. Блох с помощью полученной им фор-
* + * iJ-iJiNn + + + Рис. 13. Невыгодная (a) и выгодная граница между областями самопроизвольной намагниченности. мулы показал, что при наличии внутри ферромагнетика структурных неоднородностей, приводящих к местным изменениям интеграла обмена, смещение границы между областями (с антипараллельными моментами) начнется только тогда, когда внешнее поле достигнет определенной величины (критическое поле). Иными словами, при перемещении границы через препятствие, создаваемое неоднородностями обменного интеграла, потенциальная энергия ее повышается за счет внешнего поля и после преодоления препятствия (при критическом поле) скачком продвигается в зону с меньшей энергией. Эти скачки, при которых магнитная энергия переходит в тепло (необратимые изменения энергии), и есть потери на гистерезис. Они же обусловливают ступенчатый характер кривой намагниченности в наиболее крутой ее части. Нетрудно видеть, что где kg - магнитострикция, ад - числовой коэффициент, приблизительно равный единице. Используя это соотношение, он далее показал, что критическое поле Hq, при котором граница будет скачком преодолевать препятствие, создаваемое внутренним напряжением, равно где - максимальная средняя величина градиента вну- max тренних напряжений в ферромагнетике. Таким образом, смещение границы между областями будет определяться не столько величиной о, сколько характером распределения напряжений внутри ферромагнитного металла или сплава. Смещение границ может иметь место не только между областями с антипараллельными направлениями самопроизвольной намагниченности, но и между областями, направление моментов которых отлично от угла 180°. При этом в первом случае, как мы видели, смещение границ происходи! термодинамически необратимым образом, тогда как во втором -> в основном обратима-без потерь на гистерезис). Исследования показали, tito в слабых полях (на рис. 8 начальный участок кривой намагниченности OA) происходит преимущественно обратимое смещение границ, тогда как в более сильных полях (крутая часть кривой намагниченности) в основном имеют место необратимые смещения границ. критическое поле есть не что иное, как коэрцитивная сила, относящаяся к одной области самопроизвольной намагниченности. Кондорский [26] показал, что более существенной причиной, обусловливающей задержки в смещении границ областей, являются неоднородные внутренние напряжения, всегда присутствующие в материале. Для количественной оценки влияния внутренних напряжений о- он выразил толщину границы между областями не только через А и Ki, но и через о: Следует подчеркнуть, что работы Кондорского явились началом целого направления в теории технического намагничения [27] и объяснили и систематизировали обширный экспериментальный материал, относящийся к процессам намагничивания и перемагничивания ферромагнетиков в области слабых и средних полей. Они позволили вплотную подойти к расчету кривых намагничения и перемагничивания поликристаллических магнитных материалов в слабых полях, что имеет большое техническое значение. Экспериментальная проверка результатов этих расчетов принадлежит ему же [28], и его ученикам [29]. Большой теоретический и технический интерес представляет изучение характера процесса смещения границ в случае, когда намагничивающее поле изменяется с конечной скоростью (намагничивание в динамическом режиме). При исследовании этих процессов было обнаружено явление запаздывания намагниченности, которое получило название магнитной вязкости. По современным воззрениям магнитная вязкость возникает потому, что скорость передвижения границ между областями в силу тех или иных причин замедляется, и намагниченность, соответствующая новому значению поля, устанавливается только по истечении некоторого времени после установления поля. Обширные исследования процессов намагничения в переменных и апериодических полях принадлежат советским ученым Аркадьеву [30], Поливанову [31], Телеснину [32] и др. В отличие от процессов смещения границ и вращения намагничивание в области парапроцесса (в полях выше технического насыщения и вблизи точки Кюри) еще мало изучено. До сих пор в литературе можно встретить неправильные представления о парапроцессе как об обычном парамагнитном намагничении со свойственными ему особенностями: малой величиной восприимчивости, независимостью последней от поля, отсутствием влияния упругих деформаций на величину намагниченности и пр. Мевду тем опыты показывают, что эта намагниченность имеет сугубо ферромагнитную природу; она связана с переориентацией электронов, находящихся в областях самопроизвольной намагниченности. Специфичность этого намагничения состоит в том, что в ферромагнетиках на спиновые магнитные моменты кроме внешнего поля дей- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [11] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 |