Магнитные материалы. Магнитные свойства веществ. Экспериментальные и теоретические исследования, страница 2

Область 3 – вращение вектора намагниченности. Процесс вращения состоит в повороте вектора намагниченности доменов в направлении поля Н и характеризуется приближением намагниченности к техническому насыщению, при котором векторы самопроизвольной намагниченности доменов ориентируются параллельно внешнему полю, магнитная индукция приближается к максимальному значению.

Область 4 – насыщение. В этой области значение В практически не зависят от Н. При дальнейшем повышении Н имеет место парапроцесс, который в большинстве случаев даёт малый прирост намагничивания считают законченным при достижении технического.

Парапроцесс – возрастание самопроизвольной намагниченности доменов под действием внешнего магнитного поля. Он обусловлен ориентацией в магнитном поле элементарных носителей магнетизма внутри домена, оставшихся не повернутыми в направлении результирующей намагниченности вследствие дезориентирующего действия теплового движения. Это завершающий этап намагничивания, в результате которого намагниченность приближается к максимальной намагниченности (при Т=0 К).

2. Под потерями в магнитомягких ферромагнетиках подразумевают сумму потерь на гистерезис и на вихревые токи.

, , где показатель степени n изменяется в зависимости от значения магнитной индукции: при умеренных значениях n=1.6…2.0, в области средних значений n=3…3.5, с дальнейшим увеличением В n убывает.

Зависимость потерь в образце от величины максимальной магнитной индукции представлена на рис.2.

Это обусловлено тем, что доля необратимых процессов при перемагничивании в квазистатических полях растёт до определённых значений напряженности поля Н, соответствующих средним значениям В, а затем убывает.

Рис. 2. Зависимость потерь в образце от величины максимальной магнитной индукции

3.Зависимость эффективной магнитной проницаемости от частоты.

Зависимость эффективной магнитной проницаемости от частоты переменного магнитного поля (дисперсия магнитной проницаемости) может иметь релаксационный либо резонансный характер. Релаксационный характер проявляется в рассеянии магнонов (спиновых волн) друг на друге, на фононах и электронах проводимости в металлах. А резонансный характеризуется резким возрастанием амплитуд установившихся вынужденных колебаний при приближении частоты внешнего поля к частоте одного из видов колебаний, свойственных данной системе. Различают 4 области дисперсии: низкочастотную, радиочастотную, сверхвысокочастотную и инфракрасную.

В низкочастотной области зависимости от частоты обусловлены главным образом релаксацией граничных слоев доменов, связанной с диффузией атомов примесей в случае металлов (так называемое магнитное «диффузионное» последействие, сильно зависящее от температуры и частоты).

При частотах от нескольких герц до нескольких мегагерц могут иметь место два вида магнитных потерь: потери типа Иордана и потери типа Рихтера. Потери типа Иордана обычно невелики, присущи всем ферромагнетикам, мало зависят от частоты и могут быть объяснены запаздыванием скачкообразных перемещений граничных слоев доменов под влиянием тепловых флуктуации кристаллической решетки при изменении напряженности магнитного поля.

Потери типа Рихтера отличаются от потерь типа Иордана большей зависимостью от частоты. В переменных магнитных полях движение граничных слоев доменов создает дополнительный дрейф примесей или электронов, в результате снижается магнитная проницаемость .  

В радиочастотной области частотные зависимости вызваны резонансом границ между доменами и релаксацией граничных слоев, связанной в случае ферромагнитных металлов с микроскопическими вихревыми токами. Максимум наблюдается, когда частота внешнего поля близка к собственной частоте колебаний граничных слоев. Следует иметь в виду, что в сильных магнитных полях, когда образец оказывается насыщенным, пики потерь, связанные с движением доменных границ, исчезают, а в области высоких частот наблюдается ферромагнитный резонанс во внешних магнитных полях.

В сверхвысокочастотной области зависимости обусловлены естественным ферромагнитным резонансом, связанным с прецессией спинов и релаксацией магнитных моментов. В этом диапазоне частот смещение границ доменов незначительно и оно практически не дает заметного вклада в намагниченность.

В ИК-области ход кривых еще мало изучен, но известно, что магнитная проницаемость при этих частотах близка к единице.