A mágnesoszkóp egy enciklopédia, egy nagy szovjet
Orosz univerzális enciklopédiák
Brockhaus-Ephron és a Nagy Szovjet Encyclopedia
kombinált szókincs
Magnetostriction (a mágnes és a latin strictio - tömörítés, nyújtás), a test formájának és méretének megváltoztatása a mágnesezés során. A jelenséget fedezték fel, M. J., 1842. Egy Joule ferro- és ferrimágneses anyagok (Fe, Ni, Co, Gd, Tb, és mások, számos ötvözetek, ferritek) M. elér egy jelentős nagyságú (megnyúlás D L / l »10 -6 -10 -2). Az antiferromágnesekben, paramágetekben és diamágnesekben az M nagyon kicsi. Az M. jelenséggel ellentétes - egy ferromágneses minta mágnesezésének változása deformáció alatt - a magnetoelasztikus hatásnak nevezik, és néha a Villari-hatásnak is.
A mágnesesség modern elméletében az M a ferromágneses testekben a kölcsönhatások fő típusainak megnyilvánulása: az elektromos váltó kölcsönhatása és a mágneses kölcsönhatás (lásd Ferromágnesesség). Ennek megfelelően kétféle kristályrács létezik, amelyek természetüknél fogva különbözőek a magnetosztrikus deformációkkal: a mágneses erők (dipól-dipólus és spin-orbitális) megváltoztatásával és a cserélőerő változtatásával.
A ferro- és ferrimagnetika mágnesezésénél a mágneses erők a 0-tól a Hs intenzitás mezőig terjednek. amelyben a minta eléri a technikai mágneses telítettséget. A mezők ezen tartományában végzett mágnesezés a domének közötti határok elmozdulási folyamatai és a domének mágneses momentumainak forgása miatt következik be. Mindkét folyamat megváltoztatja a kristályrács energiaállapotát, amely a csomópontok közötti egyensúlyi távolságok változásaiban nyilvánul meg. Ennek eredményeképpen az atomok eltolódnak, a rács magnetostrikciós deformációja bekövetkezik. Ennek a fajnak az M-je anizotróp jellegű (a J mágnesesség irányától és nagyságától függ), és főként a kristály alakváltozásában nyilvánul meg, majdnem térfogatváltozása (lineáris M). A lineáris mágnesesség kiszámítására fél-empirikus képletek léteznek. Így a mágneses szimmetria mágneses ferromágneses kristályokat, amelyeket telítettségre mágnesezünk, a következő képlet segítségével számítjuk ki:
ahol si. sj és b i. b j a Js vektor irányú kosinusai és a mérési irányok a kocka éleihez viszonyítva a1 és a2 az M. anizotrópikus állandói számszerűen egyenlőek. ahol u a legnagyobb lineáris M., a széle irányában és a kristály cellájának átlójában. Az l s = (Dl / l) s mennyiséget M telítettségnek vagy magnetostrikciós állandónak nevezzük.
M. által okozott csere erők, a ferromágneseket figyelhető meg a régióban fenti technikai telítési mágnesezettség, ahol a mágneses pillanatokban a domének teljesen orientált a villamos tér irányában, és csak a növekedés az abszolút érték Js (paraprocess. Felmágnesezés vagy valódi). M. a köbös kristályok cserélő ereje miatt izotróp, vagyis a test térfogatának változása. A hexagonális kristályokban (például gadolínium) ez az M anizotróp. M. miatt paraprocess legtöbb ferromágneses anyagok szobahőmérsékleten kicsi, és ez az alacsony közel a Curie pontot, ahol paraprocess szinte teljesen meghatározza a tulajdonságok a ferromágneses anyag. Azonban bizonyos ötvözeteknél, amelyek kis hőtágulási együtthatóval rendelkeznek (invar mágneses ötvözetek), M. nagy [mágneses mezőben
8 × 10 4 a / m (10 3 Oe) a D V / V arány
10 -5]. A ferritekben jelentős mértékű előkezelés is előfordul, amikor a nem kolináris mágneses szerkezetek megsemmisülnek, vagy a mágneses mező által keletkeznek.
M az úgynevezett mágneses hatásokra utal, mivel nem függ a mágneses mező jeleitől. A szakembert kísérletileg elsősorban M. a polikristályos ferromágnesekben tanulmányozta. Tipikusan mérjük a minta relatív nyúlását a mező irányába (hosszanti M), vagy merőlegesen a mező irányára (keresztirányú M). A legtöbb fém és ötvözet a hosszirányú és keresztirányú M. Műszaki mágnesezési mezők ellenkező előjelű, és a nagysága a keresztirányú M. kisebb, mint a hosszirányú és a helyszínen para-folyamat, ezek az értékek ugyanazon (ábra. 1). A legtöbb ferrit esetében mind a hosszanti, mind a keresztirányú M negatív; ennek oka még nem egyértelmű. Nagyságát és előjelét a függőség M. képe a térerő és mágnesezés függ szerkezeti jellemzői a mintában (kristálytani textúra, a szennyezések idegen elemek, termikusan feldolgozás és hideg). A Fe-ban (2. ábra) a gyenge mágneses mezőben a hosszanti mágnesesség pozitív (a test megnyúlása), és erősebb mezőben negatív (a test rövidítése). A Ni esetében a mező minden értéke esetében a hosszanti M negatív. Az M színész összetett karakterét polikristályos ferromágneses mintákban a mágneses ellenállás anizotrópiájának jellemzői határozzák meg a megfelelő fém kristályaiban. A legtöbb Fe-Ni, Fe-Co, Fe-Pt és más ötvözetek pozitív jele a hosszanti M. D l / l »(1-10) × 10-5. A legnagyobb hosszanti M Fe-Pt, Fe-Pd, Fe-Co, Mn-Sb, Mn-Cu-Bi, Fe-Rh ötvözetek. A ferritek közül a legnagyobb a CoFe2 O4-ben van. Tb3 Fe5O12. DY3 FE5 O12. D l / l "(2-25) × 10 -4. M. rekord néhány ritka földfémek és ötvözeteik és vegyületek, például a Tb és Dy, és TbFe2 DyFe 2. D L / l »10 -3 -10 -2 (attól függően, hogy a nagysága az alkalmazott tér). Az M körülbelül több uránvegyületben (U3 As4, U3 P4 és mások) található.
M. a technikai mágnesezés területén feltárja a hiszterézis jelenségét (3. A hőmérséklet, az elasztikus feszültségek és még a demagnetizációs mintázat, amelyre a mintát a mérés előtt elvégezték, szintén erősen befolyásolják a mágneses mezőt.
Az M. átfogó tanulmánya elsősorban az erek fizikai természetének tisztázását segíti elő, amelyek meghatározzák az anyag ferri-, antiferro- és ferromágneses viselkedését. A mágnesesség vizsgálata, különösen a technikai mágnesezés területén, szintén fontos szerepet játszik az új mágneses anyagok keresésében; például megjegyezte. hogy a permalloy típusú ötvözetek nagy permittivitása összefügg azzal a ténnyel, hogy M. kis számban van (a mágneses anizotrópiai állandó kis értékével együtt).
A magnetosztrikciós hatások a ferro-, ferri- és antiferromágneses testek hőtágulásának anomáliáihoz kapcsolódnak. Ezek anomáliák annak a ténynek köszönhető, hogy a magnetostrikciós által okozott deformáció a csere (az általános esetben, és mágneses) erő a rács látható nemcsak azáltal, hogy a test a mágneses mezőben, hanem melegítéssel hiányában egy mező (thermostriction). Megváltoztatása a hangerőt a szervek miatt thermostriction különösen jelentős mágneses fázisátalakulások (a Neel és Curie rámutat a átmeneti hőmérséklet kollineáris mágneses szerkezet egy noncollinear és mások). Ezeknek a térfogatváltozásoknak a szokásos hőtágulásra való kivetése (a rácsban lévő atomok hővel való rezgése miatt) bizonyos esetekben anomálisan kisebb értéket jelent a hőtágulási együtthatóhoz bizonyos anyagoknál. Kísérletileg bizonyított, például, alacsony hőtágulási Invar típusú ötvözet miatt hatására keletkező melegítése közben a negatív magnetostrikciós deformáció, ami szinte teljesen megszünteti a „normális” hőtágulási ilyen ötvözetek.
Különböző rugalmassági anomáliák a ferro-, ferri- és antiferromagnetekben kapcsolódnak a mágnesességhez. Sharp anomáliák rugalmassági tényezője és a belső súrlódás megfigyelt ezeknek az anyagoknak a közelben a Curie pontok és Neel és egyéb mágneses fázisátalakulások szükséges befolyásolni M. során keletkező fűtés. Továbbá, ha ki vannak téve a ferro- és ferrimágneses test rugalmas feszültségeket őket, még akkor is ha nincs külső mágneses tér hatására a újraelosztása a mágneses pillanatok a domének (általában változik, és az abszolút értéke a spontán mágnesezettség egy tartomány). Ezeket a folyamatokat a magnetostrikciós természet testének további deformációja kísérli - mechanostriktika. ami a Hooke törvényétől való eltérésekhez vezet. A mechanosztrikusság közvetlen kapcsolatában megtalálható a ferromágneses fémek (D E-effektus) elasztikus modulusa E mágneses mező hatása alatt bekövetkező változás jelensége.
A magnetográfiás mérésekhez a legszélesebb körben használt berendezések a mechano optikai kar elvein alapulnak, és lehetővé teszik a minta hosszának relatív változását 10 -6-ig. A rádió-technikai és interferencia-módszerek még nagyobb érzékenységet biztosítanak. A drót mérőeszközei, amelyekben egy mérőhíd egyik karjára ragasztott huzal ragasztva van a mintára, szintén elterjedt. A huzal hosszában bekövetkező változás és annak elektromos ellenállása a mágnesesség-változás során a minta méreteihez nagy pontossággal elektromos mérőberendezéssel van rögzítve.
M. széles körben alkalmazta a mérnöki munkát. A magnetosztrikciós átalakítók (érzékelők) és relék, ultrahangos radiátorok és vevők, szűrők és frekvencia-stabilizátorok hatása a rádiós mérnöki eszközökben, a magnetostrikciós késleltetési vonalakban stb. A mágneses ellenállás jelenségén alapul.
HIVATKOZÁSOK Vonsovskii, S. V. Magnetism, M. 1971; Belov KP Elasztikus, termikus és elektromos jelenségek ferromágnesekben, 2 ed. M. - L. 1957; Bozort R. Ferromagnetism, fordítás angolul, M. 1956; Ritka földi ferromágnesek és antiferromágnesek, M. 1965; Ultrahangos átalakítók, angol nyelvű fordítás, szerkesztő: I. P. Golymina, M. 1972.
Ábra. 2. A polikristályos fémek, ötvözetek és vegyületek hosszanti mágneses derítésének függése a mágneses tér erősségétől függően.
Ábra. 1. A Ni ötvözet (36%) - Fe (64%) longitudinális (I. görbe) és keresztirányú (II. A gyenge mezőkben különböző jelek vannak, erősek - az előbbi folyamattal - ugyanaz a jel (itt a magnetosztrikusság volumetrikus jellegű).
Ábra. 3. A mágneses hiszterézis következtében mágneses magassági hiszterézis.