Всички феромагнитни материали (както метални и неметални) - кристални вещества. Обикновено, структурата на материалите, използвани за ядрата на магнитните елементи на автоматизация, е набор от зърно - без редовни форма кристали (кристали). Понякога магнитни устройства са произведени от един чип, така наречената единна кристал.
Феромагнитни в зависимост от температурата и материалът може да има общо три типа кристални решетки. При нормални работни температури елементи, желязо има кубичен решетка тялото центриран (фигура 2.4 а) никел (при всяка температура) -kubicheskuyu FCC (фигура 2.4, б) и кобалт - шестоъгълна (фигура 2.4).
феритни кристали имат структура на кубичен или хексагонална симетрия, но е значително по-сложно, отколкото тази на феромагнитен метал. На фигура 2.4, Z са дадени т.нар шпинел структура присъщи в повечето ферити.
От изложеното по-горе е известно, че при температури под точката на Кюри на феромагнитен материал е винаги (независимо от това дали има или няма външна област) се характеризира с константа за дадена температура, спонтанно намагнитване Js. В същото време, дори монокристален феромагнит чиито завъртания на всички атоми са разположени паралелно, може да бъде напълно размагнити или магнитни в известна степен.
Той обяснява това явление с теорията на домейна на феромагнетизъм, въз основа на предположението, че устойчива, състояние на равновесие съответства на минимална енергия. Например, две състояния на равновесие на махалото в която центърът на тежестта се намира на вертикалната линия, минаваща през оста на окачване, държавата ще бъдат стабилни, когато центърът на тежестта се намира под, а не над точката на окачване, тъй като това състояние съответства на минималната потенциалната енергия на махалото. Друг пример: двете стрелки имат две магнитни равновесно състояние е показано на фигура 2.5, Фигура 2.5 А и В; Въпреки това, те ще бъдат установени в държава Б, което съответства на минимума на магнитостатичните енергия. Поради тази причина, на желязо лента е привлечен подкова магнити, защото няма да има минимален, когато полюс желязо верига магнитостатичните енергийната система.
Според тази теория всяко зърно (кристалита) от феромагнитен тялото, и в случай на единичен кристал - целия обем е разделен на региони, наречени области. Големината на намагнитване вектора на всеки домейн е спонтанна, възможно само за намагнитването на феромагнит и посока на намагнитване вектори на съседните домени е различен и съответства на характерните посоки на кристала (например, ръб на куба, куба диагонал).
Фигура 2.4 кристалната решетка ferromagnets
Фигура структура 2.5 домейн
Напълно размагнити феромагнитни кристали целия обем е разделена поравно между домените с противоположни спонтанни намагнитване вектори, така че общата намагнитване по отношение на външната среда е нула. Това състояние съответства, например, разделяне на единичния кристал в области (фигура 2.5 гр), при което магнитните потоци са затворени в пробата и магнитостатичните енергия на системата е минимално домени.
Когато са изложени на такъв кристал на външно магнитно поле Н променя своята структура домейн. Той се среща увеличение домейн спонтанно намагнитване вектор, който е най-близо до посоката на вектор Н, чрез намаляване на обема на другите области (фигура 2.5 г). В резултат на намагнитване появява кристал обикновено се увеличава с увеличаване на поле, и най-вече на магнитния поток е затворен във въздуха. Такова изместване може граници, очевидно, докато най-благоприятно ориентирани домени не напълно абсорбират домени ориентирани по-малко изгодно, и намагнитване J на кристала става равна на спонтанно намагнитване на веществото.
Преходни слоеве се наричат граници или стени домейни между съседните домени с различни намагнитване посоки, в които има постепенно въртене на вектора на намагнитване от една посока към друга. Процесът на образуване на нови области в отсъствието на външното поле помага да се създаде структура, в която магнитни потоци са затворени в пробата, и следователно придружено от намаляване на магнитостатичните енергия. Въпреки това, този процес може да продължи само толкова дълго, колкото намаляване на енергийните магнитостатичните кориците увеличават времето, необходимо да се създаде в стените на домейни примерни енергия и са пропорционални на общата площ на стената. Следователно, за много малки частици и много тънки слоеве от феромагнитен материал може да бъде енергично благоприятна структура един домейн, ако размерът на частиците или дебелината на слоя под определена критична стойност
По този начин, пренареждане на структура домейн под влияние на външното поле и води до промяна в общия намагнитването на феромагнит, т.е. да му намагнитване.
Изследвания, проведени върху единични кристали показват само личен характер на J (H) в области, насочени по различни кристалографски оси, което показва наличието на магнитен анизотропия на феромагнитни кристали. На Фигура 2.6 показва зависимостта на желязо (а), кобалт никел (б), (в). В същото време за ограничаване на стойността на намагнитване е еднаква за всички посоки на терена и спонтанно намагнитване равни вещества. Когато намагнитването на феромагнит консумира малко количество енергия е числено определената площ, солна излюпени на фигура 2.6 грама. Съгласно криви J (H) на фигура 2.6, и енергията в намагнитването по ръба на куба [100] (виж фигура 2.4, а.) За най-ниската желязо и по диагонал пространство [111] - по-голям. Ето защо, по посока по протежение на ръба на куб желязо нарича посока на лесно намагнитване, и по диагонал пространство - трудно намагнитване.
По този начин, желязо има шест посоки (в двете посоки по всяка от трите ръбове пресичащи при връх на куба) на лесно намагнитване.
В никел (виж Фигура 2.4 и 2.6 б б.) - по посока на лесно намагнитване е разположен по диагонал пространство. Следователно, никел и осем (и в двете посоки по всяка от четирите пространствени диагоналите) посоки на лесно намагнитване. Кобалт (виж Фигура 2.4 и 2.6 в) има само една ос (две посоки) по протежение на лесно намагнитване ос на шестоъгълна единната [0001].
Районът заключен между извивките на лесно и трудно namagichivaniya, характеризира енергията на магнитното анизотропия.
Ако оста на лесно намагнитване на обема на зърно произволно ориентирани материали, кривите на намагнитване за различни полеви ки почти съвпадат и се намират между криви лесно и трудно намагнитване. Такъв материал е обикновено по magnitoizotropnym. За подобряване на магнитните свойства на някои материали се подлагат на специална технология за обработка, в която същото име кристалографски осите на отделните зърна са подредени паралелно. Такива материали се наричат текстурирани. Има няколко начина за създаване на текстура.
Свързани статии