|
| |
|
Слаботочка Книги обменный интеграл с увеличением межатомных расстояний увеличивается. Наличие необычайно больших Д/з-эффектов п инварных сплавах по сравнению, например, с никелем следует объяснить тем, что в первых крутизна результирующего обменного интеграла весьма велика, в то время как в никеле она мала (подробнее об этом см. следующий § 5). § 5. Смещение точки Кюри ферромагнетиков под влиянием упругих напряжений В пепосредственной связи с ДД-эффектом находится явление смещения точки Кюри под действием упругих напряжений. Несмотря на неоднократные попытки, это явление до сих пор остается мало изученным. Между тем всестороннее исследование его представляет значительный теоретический интерес. Температура Кюри связана с величиной обменного интеграла, поэтому изучение смещения ее под влиянием упругих напряжений позволило бы получить количественные сведения об изменении обменного взаимодействия в функции межатомных расстояний в различных ферромагнетиках. Указанные сведения весьма необходимы для уточнения критерия ферромагнетизма. В настоящее время такие сведения получают в основном из данных исследования сплавов, в которых расстояния между атомами ферромагнитного вещества меняются благодаря введению посторонних неферромагнитных атомов. Однако в этом случае вследствие влияния факторов побочного характера указанная зависимость может быть установлена с меньшей уверенностью, чем из эффекта смещения точки Кюри, где межатомные расстояния меняются в результате непосредственного механического воздействия на изучаемый ферромагнитный образец. Дело в том, что в случае сплавов обменный интеграл может изменяться не только оттого, что параметр решетки изменяется, но также оттого, .то меняется характер атомных соседств (см. гл. I). Отметим также, что изучение влияния упругих напряже-г.ий на температуру Кюри ферромагнетиков представляет и некоторый геофизический интерес. Причину земного магнетизма одно время приписывали ферромагнетизму железа, никеля и их сплавов, находящихся в ядре Земли. Полагали, что хотя эти металлы и пребывают там при высокой температуре, НО ОНИ все-таки сохраняют ферромагнетизм, ибо огромные давления, действующие внутри Земли, сильно поднимают их точки Кюри. Из результатов измерений зависимости эффектов смещения точки Кюри от упругих напряжений можно было бы получить некоторые данные для решения вопроса о возможности объяснения земного магнетизма ферромагнетизмом ядра Земли. а) История вопроса. Работы, в которых рассматривался эффект смещения точки Кюри от упругих напряжений, можно подразделить на две категории: 1) Определение непосредственным экспериментальным путем повышения или понижения температуры Кюри при наложении на ферромагнитный образец одностороннего растяжения или всестороннего сжатия. 2) Определение смещения точки Кюри косвенным путем, из данных измерений других ферромагнитных эффектов, которые связаны термодинамически или с помощью модельных представлений с температурой Кюри. Попытки прямыми опытами найти смещение точки Кюри под влиянием всестороннего давления или одностороннего растяжения не дали достоверных результатов. Причина этого лежит в экспериментальных трудностях проведения подобного рода опытов., Рей-Чаудхури [23J, исследуя никель, обнаружил пвдиже-ние температуры Кюри лри дейртвии на него одностороннего растяжения. В своих опытах он старался обнаружить сдвиг излома кривой температурной зависимости электросопротивления R (t) (который соответствует точке Кюри) при действии растяжения на ферромагнитный образец. Однако полученная им величина указанного сдвига оказалась слишком большой; она не согласуется ни с какими теоретическими оценками, и поэтому в достоверность результатов этого автора трудно поверить. Несколько позже Михеев [24] несомненно более тщательно поставленными опытами не смог установить наличия сдвига излома кривой R (t) при растяжении сплава 30% Си, 70% Ni (точность измерения температуры составляла 1°С). Проводя подобные же опыты с никелем, Энглерт [25] также получил отрицательный результат. Попытки обнаружить эффект смещения точки Кюри из 1исто магнитных измерений, проводимых вблизи точки Кюри, также не дали положительных результатор. Как известно, из таких измерений вследствие влияния парапроцесса точное определение точки Кюри невозможно; обычно приближенно принимается, что она соответствует месту наибольшей крутизны кривой 4 (t), снятой в не очень сильных полях. Шарф [14], принимая такое определение точки Кюри, пыталась выяснить, как влияет одностороннее растяжение на положение крутой части кривой /,(0 никеля. При точности измерения температуры в 1° С ей не удалось обнаружить сдвига этой части кривой. Еще более противоречивые и менее надежные результаты были получены при исследовании влияния на точку Кюри всестороннего давления, что объясняется большими трудностями экспериментирования. Между тем по идее здесь эффект сдвига точки Кюри должен наблюдаться в особенно чистом виде, ибо всестороннее давление вызывает изменение межатомных расстояний без побочных эффектов искажения формы решетки, как это может иметь место при действии односторонних упругих напряжений. Адаме и Грин [26[ безуспешно пытались обнаружить влияние давления в 3 600 атм на точку Кюри никеля, железа и ряда сплавов. Следует, однако, отметить, что точность измерения температуры в их опытах была крайне низка. Штейнбергер [12] предпринял исследование влияния всестороннего давления до 12 000 атм на намагниченность насыщения сплавов Ре - №. Из этих опытов он установил, что температура Кюри весьма сильно снижается с давлением в сплавах Ре - Ni инварной группы. Рассмотрение условий экспериментов Штейнбергера показывает, однако, что вследствие применения недостаточно сильных магнитных полей на его результаты большое влияние оказывало техническое намагничение. Эберт и Куссман [27] сделали попытку исследЬвать влияние всестороннего давления на температуру Кюри для семи различных сплавов, в том числе и Ре - Ni того же состава, как р в опытах Штейнбергера. Авторы решали эту задачу путем измерения эффекта изменения намагниченности насыщения от давления при температурах вблизи точки Кюри. Они рассматривали вопрос о том, какую [форму должна иметь поверхност! образованная в координатах: намагниченность 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 |