Вопрос 60: Понятие о коэрцитивной силе и методах ее определения для ферромагнетиков. Какие задачи в области металловедения можно решить по результатам определения Hc?
Важнейшей магнитной характеристикой ферромагнетиков является коэрцитивная сила.
Коэрцитивная сила (Нс) численно равна напряженности магнитного ноля, необходимого для полного размагничивания образца, предварительно намагниченного до насыщения, т.е. напряженности поля, при котором индукция или намагниченность образца из ферромагнитного сплава падают до нуля.
|
|
|
Коэрцитивная сила является структурно-чувствительным свойством. Это означает, что коэрцитивная сила будет изменяться не только под влиянием изменения состава и относительного содержания фаз в сплаве, но также в зависимости от дисперсностиприсутствующих фаз, уровня макро- и микронапряжений, изменений плотности дислокаций и т.д. Чистые металлы, а также, твердые растворы, не претерпевающие упорядочения, как правило, характеризуются низкой коэрцитивной силой. Применение пластической деформации повышает коэрцитивную силу этих металлов и сплавов, но она по абсолютной величине остается невысокой.
У сплавов с гетерогенной структурой коэрцитивная сила повышается:и тем больше, чем ваше дисперсность структуры. Рост микронапряжений и плотности дислокаций также увеличивает коэрцитивную силу, как, например, в случае эакалки стали на мартенсит. Наиболее высокие значения коэрцитивной силы достигаются в сплавах, имеющих превращения в твердом состоянии (например, упомянутое уже образование мартенсита при закалке, распад пересыщенных твердых растворов и превращение упорядоченных твердых растворов в неупорядоченные).
Измерение коэрцитивной силы в ферромагнитных сплавах довольно широко применяется при изучении структурных изменений в сплаве, возникающих под влиянием paзличных обработок. Например, в результате закалки коэрцитивная сила углеродистых и низколегированных сталей возрастает. Причем тем значительней, чем выше содержание углерода в стали. Повышение коэрцитивной силы в результате закалки стали обусловлено в основном образованием мартенсита. Это объясняется теорией коэрцитивной силы, в частности, такими ее разделами как теория напряжений и дислокационная теория. Некоторое дополнительное увеличение коэрцитивной силы получается в том случае, если наряду с мартенситом в стали присутствует остаточный аустенит. Количество остаточного аустенита в стали тем больше, чем выше содержание углерода в стали. Максимум увеличения коэрцитивной силы соответствует определенному количеству аустенита. Так, в закаленной стали ШХ15, содержащей 1,05% С с 1,6% Cr, наблюдается максимум коэрцитивной силы при наличии в структуре 11% аустенита. По-видимому, при содержании 11% аустенит играет роль включений (в мартенсите) критического размера, т.е. действует механизм, описанный в теории коэрцитивной силы, и известный под названием теории включений.
Для измерения коэрцитивной силы довольно часто применяют метод сбрасывания измерительной катушки с образца.
Измерение коэрцитивной силы данным методом производится следующим образом:
В измерительную катушку, присоединенную к баллистическому гальванометру вводят предварительно намагниченный до насыщения образец. При выдергивании образца из этой катушки магнитные силовые линии образца пересекают витки катушки, поэтому в ней индуктируется электродвижущая сила. Вызванный этой электродвижущей силой ток приведет к отклонению зеркальца баллистического гальванометра на угол α0. Измерительная катушка вместе с образцом находится внутри соленоида. Направление его магнитного поля противоположно направлению намагниченности образца, поэтому соленоид называется размагничивающим. Если пропустить по соленоиду небольшой величины ток i1, то произойдет частичное размагничивание образца. В этом случае при выдергивании образца из измерительной катушки в ней возникнет ток меньшей величины, чем в первом случае и, следовательно, отклонение зеркальце баллистического гальванометра α1 будет меньше, чем α0. Если небольшими ступенями увеличивать ток в размагничивающем соленоиде, то при некотором его значении iс произойдет полное размагничивание образца, т.е. будет достигнуто магнитное поле, равное коэрцитивной силе (Нс) образца. В этом случае при выдергивании образца из измерительной катушки отклонение зеркальца гальванометра будет равно нулю. По значению тока iс можно определить величину коэрцитивной силы Нс по формуле:
Нс = iс · К, [э]
где К - постоянная размагничивавшего соленоида, показывающая величину поля на оси соленоида в эрстедах при протеканий по нему тока в 1 ампер [э/А].
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
