A domén struktúra és mágneses anizotrópia ferromágneses - studopediya
Minden ferromágneses anyagok (mind a fémes és nem-fémes) - kristályos anyagok. Jellemzően, a szerkezet a felhasznált anyagok a magok a mágneses elemek automatizálás, egy sor gabona - nem szabályos alakú kristályok (krisztallitok). Néha mágneses eszközök gyártása egy chip, egy úgynevezett kristály.
Ferromágneses a hőmérséklettől függően, és az anyag lehet lényegében három típusú kristályrétegeiben. Normális üzemi hőmérséklet elemek, a vas van egy test-középpontos köbös rács (2.4 ábra a) nikkel (bármilyen hőmérsékleten) -kubicheskuyu FCC (2.4 ábra, b) és kobalt - hexagonális (2.4 ábra a).
ferrit-kristályokat is van egy szerkezet, köbös vagy hexagonális szimmetriát, de jóval összetettebb, mint a ferromágneses fém. A 2.4 ábra, Z kapnak ún spinell szerkezetű rejlő legtöbb ferritek.
Az előzőekből ismert, hogy alatti hőmérsékleten Curie-pontja a ferromágneses anyag mindig (függetlenül attól, hogy van vagy nincs külső mező) jellemzi állandó egy adott hőmérsékleten, egy spontán mágnesezettség Js. Ugyanakkor, még egykristály ferromagnet amelynek forog az összes atomok egymással párhuzamosan van elrendezve, lehet teljesen lemágneseződik vagy mágnesezett bizonyos mértékben.
Ez magyarázza ezt a jelenséget a doménelméletet ferromágnesség, azon a feltételezésen alapul, hogy a fenntartható, az egyensúlyi állapot megfelel a minimális energiát. Például, két egyensúlyi helyzet az inga, amelynél a súlypontú a áthaladó függőleges felfüggesztési tengelyének, az állam lesz stabil, amikor a súlypont alatt fekszik, nem pedig a fenti felfüggesztés pontjától, mivel ez az állapot megfelel a minimális potenciális energia az inga. Egy másik példa: a két nyíllal van két mágneses egyensúlyi állapotban ábrán látható 2.5, 2.5 ábra A és B; azonban ezek hozzák létre az állami B, amely megfelel a minimum az magnetosztatikus energiát. Emiatt a vas csík vonzódik patkó mágnes, mert lesz egy minimális, amikor a pólus vas áramkör magnetosztatikus energetikai rendszer.
Az elmélet szerint minden egyes szemcse (krisztallit) a ferromágneses test, és abban az esetben, egykristály - a teljes mennyiség oszlik régiók úgynevezett domének. Nagysága a mágnesezettség vektora minden domain spontán, az egyetlen lehetséges a mágnesezettség egy ferromagnet, és a mágnesezési iránya vektorok szomszédos domének különböző, és megfelel a jellemző irányokat a kristály (például, egy él a kocka, a kocka átlós).
2.4 ábra kristályrács ferromágneseket
2.5 ábra domén szerkezete
A teljesen lemágneseződik ferromágneses kristályok teljes térfogata egyenlő arányban oszlik a domének között ellentétes spontán mágnesezettség vektorok, így a teljes mágnesezettség, tekintettel a külső környezet nulla. Ez az állapot megfelel például, szétválás a egykristály a domének (ábra 2,5 g), ahol a mágneses fluxusok zárva vannak a mintában, és a magnetosztatikus rendszer energiája minimális domének.
Amikor téve ilyen egy kristály a külső mágneses mező H megváltoztatja a domén struktúra. Ez akkor fordul elő növekedése domén spontán mágnesezési vektor, amely a legközelebb áll az irányt a vektor H, azáltal, hogy csökkenti a hangerőt a többi tartomány (2.5 ábra, d). Ennek eredményeként, a mágnesezettség tűnik kristály általában növekszik a növekvő területén, és legfőképpen a mágneses fluxus zárt a levegőben. Az ilyen elmozdulás lehet határokat, nyilván mindaddig, amíg legkedvezőbben orientált domének nem teljes mértékben felvenni domének orientált kevésbé nyereséges, és a mágnesezettség J a kristály válik egyenlő a spontán mágnesezettség az anyag.
Átmeneti rétegeket nevezik határait vagy domain közötti falak szomszédos domének különböző mágnesezettségi irányokkal, amelyben van egy fokozatos elfordulását a mágnesezettség vektor az egyik irányból a másikba. A folyamat kialakulásának új domének hiányában egy külső mező segít létrehozni egy olyan struktúra, amelyben a mágneses fluxusok zárva vannak a mintában, és így csökkenése kíséri a magnetosztatikus energiát. Azonban ez a folyamat csak akkor folytatja, amíg csökken a magnetosztatikus energia borítók növekvő energia létrehozásához szükséges a mintában doménfalakat és arányos a teljes falfelület. Ezért, a nagyon kis részecskék és nagyon vékony réteg ferromágneses anyagból lehet energetikailag kedvező egyszeres-domén szerkezetének, ha a szemcseméret vagy a réteg vastagsága csökken egy bizonyos kritikus értéket
Így, átrendeződése doménszerkezet hatása alatt egy külső területen, és vezet a változás a teljes mágnesezettség az ferromagnet, azaz annak mágnesezés.
Tanulmányok végzett egykristály azt mutatta, csak a személyes jellegű J (H) az olyan területeken irányított mentén különböző krisztallográfiai tengely, ami azt jelzi, hogy létezik a mágneses anizotrópia ferromágneses kristályok. A 2.6 ábra mutatja a függőséget a vas (a), a nikkel (b) kobalt (c). Ugyanakkor korlátozó érték a mágnesezettség azonos minden irányban a területen, és a spontán mágnesezettség egyenlő anyagok. Amikor a mágnesezettség a ferromagnet fogyaszt bizonyos mennyiségű erő ez numerikusan meghatározott terület, sósav kikelt ábrán 2,6 g. Szerint görbék J (H) a 2.6 ábra, és az energiát a mágnesezettség széle mentén a kocka [100] (lásd a 2.4 ábra, a.) A legalacsonyabb vas- és mentén testátló [111] - a legnagyobb. Ezért az irányba a szélén egy kocka vas úgynevezett irányába könnyű mágnesezés, és végig a testátló - kemény mágnesezés.
Így, vas hat irányból (mindkét irányban végig mind a három élek metszik egymást egy csúcsa a kocka) könnyű mágnesezettség.
A nikkel (lásd 2.4 ábra B és 2.6 b.) - az irányt könnyű mágnesezési mentén van elrendezve, a testátló. Következésképpen, a nikkel-nyolc (mindkét irányban végig mind a négy helyet átlók) irányok könnyű mágnesezettség. Kobalt (vö 2.4 ábra és 2.6 a) csak egy tengely (két irány) mentén könnyen mágnesezettség tengelye a hatszögletű egyetlen [0001].
A terület zárt görbék közötti, a könnyű és nehéz namagichivaniya jellemzi az energia a mágneses anizotrópia.
Ha a tengely a könnyű mágnesezettség terménytömeg véletlenszerűen orientált anyag, a mágnesezettség görbék különböző területen irányban lényegében egybeesnek, és feküdjön görbék között könnyű és nehéz mágnesezettség. Ezek az anyagok általában említett magnitoizotropnym. Hogy javítsa a mágneses tulajdonságait az egyes anyagok ki vannak téve, hogy egy speciális feldolgozási technológia, amely az azonos nevű krisztallográfiai tengelyei az egyes szemcsék párhuzamosan vannak elrendezve. Ezeket az anyagokat nevezzük texturált. Számos módon lehet létrehozni textúra.