|
| |
|
Слаботочка Книги § 2] /£-эФФЕкт 135 в направлении оси проволоки (положительная магнитострикция). При растяжении никелевой проволоки векторы 4, :лтя и поворачиваются в обратную сторону (стремятся расположиться в плоскости, перпендикулярной к оси проволоки), тем не менее и здесь возникает положительная механострикция, ибо поворот 4 в направлении оси проволоки, как это показывают измерения продольной магнитострикции в никеле, вызывает укорочение никелевой проволоки (отрицательная магнитострикция). Как было отмечено в главе III, упругие деформации вызывают, поимо перераспределения направлений областей в ферромагнетике, также изменение величины 4 ( механп-парапроцесс ). Это должно привести к добавочной механострикции за счет механопарапроцесса . Для большинства ферромагнитных металлов и сплавов изменение под влиянием упругих напряжений весьма мало, и, следовательно, эта механострикция в них не играет большой роли. Только в сплавах типа инвар, у которых самопроизвольная намагниченность сильно зависит от упругих напряжений, механострикция за счет механопарапроцесса может достигать заметной величины. § 2. Д£-эффект В непосредственной связи с механострикцией находится явление изменения под влиянием магнитного поля моду-я упругости Е ферромагнитных металлов, носящее название Д£-эффекта. Этот эффект, открытый задолго до введения Акуловым и Кондорским понятия о механострикции, долго оставался загадочным. Только после разработки теории механострикции удалось полностью понять физическую природу этого явления. Пусть Eq-истинный модуль упругости, который имеет ферромагнетик, если ориентация векторов 4 областей не изменяется. Последнее может быть осуществлено, если ферромагнетик помещен в сильное магнитное поле, которое полностью закрепляет векторы Ig в направлении поля. Таким образол, в состоянии магнитного насыщения 0 = 787- (68) также механострикционную деформацию f-y-j и, следовательно, (т1+(1 Вычитая из (68) выражение (69), мы найдем добавочную часть модуля упругости, которая вызвана действием магнитного поля Hg. АЕ:=Еп - Е = - откуда (70) Таким образом, относительное изменение модуля упругости при переходе от размагниченного состояния в состояние магнитного насыщения можно определить, если известна величина механострикции ферромагнетика. Вычисление Д£-эффекта, возникающего в полях меньших, чем поле насыщения, представляет более сложную задачу; оно возможно, если известна функция распределения моментов областей самопроизвольной намагниченности. Акулов и Кондорский [1], пользуясь статистическим методом, нашли такую функцию для случая, когда распределение Ig областей под действием слабых магнитных полей и слабых напряжений устанавливается за счет смещения границ. Функция распределения позволила найти формулы для вычисления Д£-эффекта в слабых полях, в частности, для никеля была получена формула Обозначим, далее, через Е значение модуля упругости при отсутствии внешнего магнитного поля. В этом случае упругое напряжение о будет вызывать, помимо обычной а для железа 3 Хо 1100] (72) где - начальная восприимчивость, а Хцоо] и Хцц] - магнитострикции насыщения в направлениях [100] и [111]. В расчетах Акулова и Кондорского учитывалась энергетическая анизотропия кристалла; влиянием внутренних упругих напряжений они пренебрегали. Беккер и Доринг [2] провели расчет с учетом внутренних напряжений и получили формулы такого же вида, как (71) и (72), но с несколько отличающимися числовыми коэффициентами. § 3. Аномалии температурных коэффициентов модулей упругости в ферромагнитных металлах Существование механострикции обусловливает в ферромагнитных металлах аномальное поведение упругих постоянных. Эти аномалии становятся особенно заметными при повышении температуры, когда ме- -j ханострикция претерпевает резкие изменения, что приводит к весьма своеобразной температурной зависимости упругих модулей ферромагнитных металлов. В то время как для неферромагнитных металлов при повышении температуры модуль упругости всегда уменьшается, для ферромагнитных-часто наблюдается, наоборот, возрастание его, которое затем вблизи точки Кюри, после весьма ярко выраженного излома, переходит в нормальное падение, свойственное неферромагнитным металлам. На рис. 87 приведены кривые зависимости модуля упругости никеля от температуры при различных значениях намагничивающего поля [3]. Кривая 6 соответствует размагниченному состоянию (Я=0), кривая /-намагничению насыщения
100 zoo 300в 400 ГС Рис. 87. Температурная зависимость модуля упругости никеля. 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 |
|||||||||||||||||||