|
| |
|
Слаботочка Книги § аддитивная постоянная, Uj и - константы анизотропии магнитострикции, численно равные г,р и () -максимальные линейные магнито- стрикции соответственно в направлении ребра и диагонали кристалла. Формула (14) позволяет вычислить величину магнитострикции насыщения, так как здесь результирующий вектор 4 всего ферромагнетика, не изменяя своей величины, изменяет только свое направление по отношению к кристаллографическим осям. В следующем параграфе мы рассмотрим, какие значения принимает магнитострикция, когда ферромагнетик намагничен не до насыщения, а до некоторого значения намагниченности /</,. Соотношение (14) вытекает из простых соображений симметрии кубических кристаллов [2J, при этом слагаемые в нем являются лишь первыми членами разложения в ряд по степеням направляющих косинусов вектора 1 и направления измерения. Что касается констант а и Яз то они должны быть определены из микроскопической теории. Акулов [1] и Беккер [3] путем расчета классического магнитного взаимодействия магнитных диполей н кубической решетке впервые показали, что а и а должны быть пропорциональны квадрату 1: 3 II 3 II (16) где и Сд-модули упругости, а Л и В - числовые структурные факторы, величина и знак которых определяются строением кристалла. Численные значения а и а, вычисленные из теории, однако, близки к опытным только по порядку величины. Вонсовский [4] рассмотрел взаимодействие магнитных моментов (спиновых) в кубической решетке с квантовомеханической точки зрения и пришел также к квадратичной зависимости а и от 1. При этом численные значения а, и Да здесь также полностью не согласуются с опытом. Для лучшего согласования теоретических величин и Яд с опытными Вонсовский предполагает, что необходимо, также учитывать магнитное взаимодействие между спиновыми и орбитальными магнитными моментами в решетке. Многочисленные исследования установили, что формула (14) хорошо передает наблюдаемые на опыте факты, если константы Я1 и Яд измерены правильно. Покажем на примере кристалла никеля, как, пользуясь, формулой (14), можно рассчитать линейную магнитострикцию  Рис. 19. при насыщении (411 Я) по различным направлениям в плоскости (100). При этом мы рассмотрим только продольную магнитострикцию, т. е. когда направление измерения магнитострикции совпадает с направлением вектора Н. Из схемы, показанной на рис. 19, имеем: 2 = Р2 = sin ср, %=Рз = со8ср. Подставляя эти значения в соотношение (14) и воспользовавшись данными измерений для монокристалла никеля \ I /[100] -52.10- и() = I Лш] 33 10 ШП {овв получим теоретическую кривую магнитострикции никеля, которая представлена на рис. 20 сплошной линией (аддитивная постоянная при этом опущена). На том же рисунке крестиками нанесены экспериментальные значения магнитострикции кристалла никеля, измеренные по различным направлениям в плоскости (100). Видно, что экспериментальные данные хорошо согласуются с теоретическими значениями. Для нахождения магнитострикционных свойств поликристаллических ферромагнетиков из свойств отдельных монокристаллов, составляющих этот ферромагнетик, необходимо провести усреднение соотношения (14), учитывая самые разнообразные возможные положения отдельных монокристаллов по отношению к направлению 4 и направлению измерения магнитострикции. При этом здесь необходимо также учесть в общем случае магнитное взаимодействие между отдельными кристаллитами, что представляет часто большие трудности. В некоторых частных случаях для описания магнитострикционных свойств поликристаллических ферромагнетиков допустимо с известным приближением пользоваться соотношением (14), не прибегая к усреднению. Для никеля, например, в котором константы и а<, имеют один и тот же знак и сравнительно близки друг к другу по величине (aiSaag), имеем из (14): (г).=-(¥иН ~т). (-) где *os Й = -J-52p2-j-5gg, G есть угол между направлением магнитного поля и направлением измерения линейной  sff ш т ISO Рис. 20. Магнитострикция насыщения в монокристалле никеля по различным направлениям в плоскости (lOJ). Сплошной линией нанесена теоретическая кривая, крестиками показаны экспериментальные данные. 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 |