Намагничивание

процессы, протекающие в ферромагнетике при действии на него внешним магнитным полем и приводящие к возрастанию намагниченности (См. Намагниченность) ферромагнетика в направлении поля.

В состоянии полного размагничивания ферромагнитный образец состоит из небольших областей (Доменов, объёмом 10^-9—10^-6 см³, иногда до 10^-3 см³), каждая из которых намагничена до насыщения J_s, но при этом векторы самопроизвольной намагниченности доменов J_s располагаются так, что суммарный магнитный момент образца J = 0.

Н. состоит в переориентации векторов намагниченности доменов в направлении приложенного поля; включает процессы смещения, вращения и парапроцесс.

Процесс смещения в многодоменном ферромагнетике заключается в перемещении границ между доменами; объём доменов, векторы J_s которых составляют наименьший угол с направлением напряжённости магнитного поля Н, при этом увеличивается за счёт соседних доменов с энергетически менее выгодной ориентацией J_s относительно поля. При своём смещении границы доменов могут менять форму, размеры и собственную энергию. Эти факторы в одних случаях способствуют, в других препятствуют процессу смещения. Обычно задержка смещения (и Н.) происходит при встрече границы с какими-либо неоднородностями структуры ферромагнетика (атомами примесей, дислокациями, микротрещинами и др.). Для возобновления смещения необходимо вновь изменять Н (либо температуру или давление).

Процесс вращения состоит в повороте векторов J_s в направлении поля Н. Причиной возможной задержки или ускорения процесса вращения является Магнитная анизотропия ферромагнетика (первоначально векторы J_s доменов направлены вдоль осей лёгкого намагничивания, в общем случае не совпадающих с направлением Н). При полном совпадении J_s с направлением Н достигается т. н. техническое магнитное насыщение, равное величине J_s ферромагнетика при данной температуре.

Парапроцесс заключается в выстраивании вдоль поля элементарных магнитных моментов, которые из-за дезориентирующего действия теплового движения были отклонены от направления J_s в доменах. При этом величина намагниченности J ферромагнетика стремится к её значению при абсолютном нуле. Парапроцесс в большинстве случаев даёт очень малый прирост намагниченности, поэтому Н. ферромагнетиков определяется в основном процессами смещения и вращения.

Если Н. ферромагнетика осуществлять при монотонном и медленном возрастании поля из состояния полного размагничивания (J = Н = 0), то полученную зависимость J(H) называют кривой первого (первоначального) Н. (см. Намагничивания кривые). Эту кривую обычно подразделяют на 5 участков (рис. 1). Участок I — область начального, или обратимого, намагничивания, где J = χ_aH. В этой области протекают главным образом процессы упругого смещения границ доменов (при постоянной начальной магнитной восприимчивости (См. Магнитная восприимчивость) χ_a). Область Рэлея (II) характеризуется квадратичной зависимостью J от Н (в этой области χ линейно возрастает с Н). В области Рэлея Н. осуществляется благодаря процессам смещения: обратимым, линейно зависящим от Н, и необратимым, квадратично зависящим от Н (см. Рэлея закон намагничивания). Область наибольших проницаемостей (III) характеризуется быстрым ростом J, связанным с необратимым смещением междоменных границ. Н. на этом участке происходит скачками (см. Баркгаузена эффект). В области приближения к насыщению (IV) основную роль играют процессы вращения. Участок V — область парапроцесса. Если после достижения состояния магнитного насыщения J_s (в поле H_s) начать уменьшать Н, то будет уменьшаться и J, но по кривой, лежащей выше кривой первого намагничивания (явление магнитного Гистерезиса). Гистерезисные явления сказываются и при Н. — они затрудняют рост J с увеличением поля, при их устранении значение J уже в слабых полях приближается к J_s, отличаясь от неё на величину, обусловленную процессами вращения (рис. 2). Вклад процессов смещения и вращения в результирующую намагниченность ферромагнитного образца на различных участках кривой намагничивания зависит от его магнитной текстуры, наличия дефектов кристаллической решётки, формы образца и других факторов. Существенное влияние формы образца на ход кривой Н. (рис. 3) обусловлено действием размагничивающего фактора (См. Размагничивающий фактор).

Лит.: Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971; Киренский Л. В., Магнетизм, 2 изд., М., 1967; Кифер И. И. и Пантюшин В. С., Испытания ферромагнитных материалов, М. — Л., 1955.

Рис. 1. а — кривая первого намагничивания: I — область обратимого намагничивания, II — область Рэлея, III — область наибольших проницаемостей, IV — область приближения к насыщению, V — область парапроцесса; б — схематическое изображение процессов намагничивания в многодоменном ферромагнетике.

Рис. 2. Безгистерезисная кривая намагничивания: теоретическая (1) и экспериментальная (2). Для сравнения приведена кривая первого намагничивания (3). Наклон экспериментальной безгистерезисной кривой обусловлен неоднородностями материала (пустотами, трещинами и т. п.), на которых образуются внутренние размагничивающие поля.

Рис. 3. Кривые намагничивания ферромагнитных образцов различной длины и формы: 1 — тороид; 2 — длинный тонкий образец; 3 — короткий толстый образец; Нразм — внутреннее размагничивающее поле, зависящее от формы образца.

1. намагни́чивание;
2. намагни́чивания;
3. намагни́чивания;
4. намагни́чиваний;
5. намагни́чиванию;
6. намагни́чиваниям;
7. намагни́чивание;
8. намагни́чивания;
9. намагни́чиванием;
10. намагни́чиваниями;
11. намагни́чивании;
12. намагни́чиваниях.

НАМАГНИ́ТИТЬ, -и́чу, -и́тишь; -и́ченный; сов., что. Сообщить (какому-н. телу) свойства магнита. Н. сталь.

-я, ср.

Действие по знач. глаг. намагничивать.

ср.

1.

процесс действия по гл. намагничивать, намагничиваться 1.

2.

Результат такого действия.

НАМАГНИЧИВАНИЕ - возрастание намагниченности М магнетика при увеличении напряженности Н внешнего магнитного поля. В ферромагнетиках намагничивание происходит сначала за счет увеличения объема доменов с наиболее близкой к Н ориентацией спонтанной намагниченности Мs (процесс происходит неравномерно, скачками, так что кривая намагничивания имеет ступенчатый характер - т. н. Баркгаузена эффект), затем за счет поворота векторов Мs в направлении поля; заканчивает намагничивание парапроцесс. Намагничивание ферримагнетиков состоит в ориентации разности векторов намагниченности магнитных подрешеток сначала по полю, затем поперек поля (опрокидывание подрешеток) и, наконец, в переориентации всех атомных магнитных моментов вдоль поля (схлопывание подрешеток).

ср. magnetizationmagnetization

magnetization, magnetizing

n.magnetization

с.

aimantation f

с.

magnetizzazione f

НАМАГНИЧИВАНИЕ

процессы установления намагниченности, протекающие в в-ве при действии на него внеш. магн. полем. В диамагнетиках Н. состоит в возникновении микроскопических индукц. токов, создающих намагниченность, направленную против внеш. магн. поля. В парамагнетиках происходит ориентация хаотически колеблющихся магнитных моментов атомов или ионов в направлении поля. При этом энергия от системы магн. моментов передаётся крист. решётке в-ва и процесс Н. характеризуется временем спин-решёточной релаксации.

Более сложные процессы происходят при намагничивании ферромагнетика. В состоянии полного размагничивания ферромагн. образец состоит из большого числа доменов, каждый из к-рых намагничен до насыщения, но при этом их векторы намагниченности Js направлены так, что суммарный магнитный момент образца М=SiJsi=0. Н. состоит в переориентации векторов намагниченности доменов в направлении приложенного поля; включает процессы смещения, вращения и парапроцесс.

Процесс смещения в многодоменном ферромагнетике заключается в перемещении границ между доменами; объём доменов, векторы JS к-рых составляют наименьший угол с направлением напряжённости магн. поля Н, при этом увеличивается за счёт соседних доменов с энергетически менее выгодной ориентацией Js относительно поля. При своём смещении границы доменов могут менять форму, размеры и собств. энергию. Эти факторы в одних случаях способствуют, в других препятствуют процессу смещения. Обычно задержка смещения (и Н.) происходит при встрече границы домена с к.-л. неоднородностями структуры ферромагнетика (атомами примесей, дислокациями, микротрещинами и др.). Для возобновления смещения необходимо вновь изменять Н (либо темп-ру или давление).

Процесс вращения состоит в повороте векторов Js в направлении поля Н. Причиной возможной задержки или ускорения процесса вращения явл. магнитная анизотропия ферромагнетика (первоначально векторы доменов направлены вдоль осей лёгкого намагничивания, в общем случае не совпадающих с направлением Н). При полном совпадении Js с направлением Н достигается т. н. техническое магнитное насыщение, равное величине Js ферромагнетика при данной темп-ре.

Парапроцесс в большинстве случаев даёт очень малый прирост намагниченности, поэтому Н. ферромагнетиков определяется в осн. процессами смещения и вращения.

Если ферромагнетик, находящийся в состоянии полного размагничивания (J=0), намагничивать в монотонно и медленно возрастающем поле, то получающуюся зависимость J (H) наз. кривой первого (первоначального) Н. (см. НАМАГНИЧИВАНИЯ КРИВЫЕ). Эту кривую обычно подразделяют на пять участков (рис. 1, а и б). Участок I — область начального, или обратимого, намагничивания, где J=caH. В этой области протекают гл. обр. процессы упругого смещения границ доменов (при пост. начальной магнитной восприимчивости cа). Участок II (область Рэлея) характеризуется квадратичной зависимостью J от Н (в этой области c. линейно возрастает с H). В области Рэлея Н. осуществляется благодаря процессам смещения, как обратимым, линейно зависящим от H, так и необратимым, квадратично зависящим от H (см. РЭЛЕЯ ЗАКОН НАМАГНИЧИВАНИЯ).

Рис. 1. а — кривая первого намагничивания; 6 — схематич. изображение процессов намагничивания в многодоменном ферромагнетике.

Область наиб. проницаемостей (III) характеризуется быстрым ростом J, связанным с необратимым смещением междоменных границ. Н. на этом участке происходит скачками (см. БАРКГАУЗЕНА ЭФФЕКТ). В области приближения к насыщению (IV) осн. роль играют процессы вращения. Участок V — область парапроцесса.

Рис. 2. Безгистерезисная кривая намагничивания: теоретическая (1) и экспериментальная (2). Для сравнения приведена кривая первого намагничивания (3). Наклон кривой (2) обусловлен неоднородностями материала (пустотами, трещинами и т. п.), на к-рых образуются внутренние размагничивающие поля.

Если после достижения состояния магн. насыщения Js (в поле Hs) начать уменьшать H, то будет уменьшаться и J, но по кривой, лежащей выше кривой первого намагничивания (магн. гистерезис). Гистерезис сказывается и при Н.— он затрудняет рост J с увеличением поля, при отсутствии гистерезиса значение J уже в слабых полях приближается к Js, отличаясь от Js на величину, обусловленную процессами вращения.

Рис. 3. Кривые намагничивания ферромагн. образцов разл. длины и формы: 1 — тороид; 2 — длинный тонкий образец; 3 — короткий толстый образец; Нразм— внутр. размагничивающее поле, зависящее от формы образца.

Вклад процессов смещения и вращения в результирующую намагниченность ферромагн. образца на различных участках кривой намагничивания зависит от его текстуры магнитной, наличия дефектов крист. решётки, формы образца и др. факторов. Существенное влияние формы образца на ход кривой Н. обусловлено действием собств. магн. поля образца (размагничивающего фактора, рис. 3).

НАМАГНИ́ЧИВАНИЕ,НАМАГНИ́ЧИВАТЬ;НАМАГНИ́ЧИВАТЬСЯ см. Намагни́тить.

* * *

возрастание намагниченности М магнетика при увеличении напряжённости внешнего магнитного поля. В ферромагнетиках намагничивание происходит сначала за счёт увеличения объёма доменов с наиболее близкой к Н ориентацией спонтанной намагниченности М_s (процесс происходит неравномерно, скачками, так что кривая намагничивания имеет ступенчатый характер — так называемый Баркгаузена эффект), затем за счёт поворота векторов Ms в направлении поля; заканчивает намагничивание парапроцесс. Намагничивание ферримагнетиков состоит в ориентации разности векторов намагниченности магнитных подрешёток сначала по полю, затем поперёк поля (опрокидывание подрешёток) и, наконец, в переориентации всех атомных магнитных моментов вдоль поля (схлопывание подрешёток).

* * *

НАМАГНИ́ЧИВАНИЕ, возрастание намагниченности М магнетика при увеличении напряженности Н внешнего магнитного поля. В ферромагнетиках намагничивание происходит сначала за счет увеличения объема доменов(см. ДОМЕНЫ) с наиболее близкой к Н ориентацией спонтанной намагниченности М_s (процесс происходит неравномерно, скачками, так что кривая намагничивания имеет ступенчатый характер — т. н. Баркгаузена эффект(см. БАРКГАУЗЕНА ЭФФЕКТ)), затем за счет поворота векторов М_s в направлении поля; заканчивает намагничивание парапроцесс(см. ПАРАПРОЦЕСС). Намагничивание ферримагнетиков состоит в ориентации разности векторов намагниченности магнитных подрешеток сначала по полю, затем поперек поля (опрокидывание подрешеток) и, наконец, в переориентации всех атомных магнитных моментов вдоль поля (схлопывание подрешеток).

— процесс создания намагниченности в материалах (г. п., м-лах). У диамагнитных материалов результирующий магнитный момент в отдельных атомах (молекулах) равен нулю и намагниченность возникает за счет ларморовской прецессии электронных орбит в магнитном поле. У парамагнитных материалов большое число атомов (молекул) обладает магнитным моментом, но в отсутствии внешнего магнитного поля суммарный магнитный момент равен нулю вследствие случайности в распределении магнитных моментов отдельных атомов (молекул). Внешнее магнитное поле упорядочивает ориентацию отдельных магнитных моментов, а тепловое движение противодействует полной ориентировке всех молекулярных токов, так что насыщение при Н. достигается в сильных полях. В ферромагнитных материалах взаимодействие между атомами настолько сильное, что магнитные моменты атомов, обусловленные гл. обр. спиновыми моментами электронов, в отдельных областях — доменах (размером около 10^-6 — 10^-9 см³) направлены параллельно друг другу даже в отсутствии внешнего магнитного поля (спонтанная намагниченность). Отсутствие намагниченности в образце объясняется компенсацией случайно распределенных магнитных моментов отдельных доменов. Намагниченность ферромагнетиков под действием внешнего магнитного поля обусловливается:

1) процессом смещения в образце границ доменов, при котором домены с магнитным моментом, близким к направлению намагничивающего поля, растут в размерах за счет окружающих доменов с др. направлением магнитного момента;

2) процессом поворота направления магнитного момента доменов до направления намагничивающего поля. При последовательном увеличении намагничивающего поля в ферромагнетике возникает насыщение и намагниченность перестает возрастать.

Реальные ферромагнетики являются к-лами и обладают свойством магнитной анизотропии, т. е. осями легкого и трудного Н. Вдоль оси легкого Н. насыщение достигается в меньших магнитных полях. При уменьшении намагничивающего поля Н намагниченность убывает медленнее, чем возрастала, и при Н = 0 сохраняет определенную величину, называемую остаточной намагниченностью. Для того чтобы размагнитить ферромагнетик, необходимо приложить обратно направленное магнитное поле. Величина этого поля, при которой J = 0, называется коэрцитивной силой. Ферромагнитные свойства любого вещества исчезают при определенной температуре (точка Кюри) и ферромагнетик превращается в парамагнетик. Если нагревание ферромагнетика происходит в слабом магнитном поле, то при подходе к точке Кюри магнитная восприимчивость резко возрастает. В связи с этим при охлаждении ферромагнетика в слабом магнитном поле возникает термоостаточная намагниченность. Н. ферромагнетиков сопровождается обычно механическими деформациями (явление магнитострикции). Спонтанно-упорядоченную структуру имеют также антиферромагнетнки, у которых при температурах ниже критической спин каждого атома в кристаллической решетке окружен со всех сторон антипараллельными спинами соседних атомов, и в образце существуют упорядоченные области антипараллельных спинов подобно областям спонтанной намагниченности ферромагнетиков. В этом состоянии антиферромагнетики обладают нелинейной зависимостью намагниченности от намагничивающего поля и др. аномальностями, напоминающими ферромагнетики. При температуре выше критической упорядоченное расположение спинов исчезает и антиферромагнетик становится парамагнетиком. Класс ферритов по своей структуре относится к антиферромагнетикам с той разницей, что в отдельных доменах спины одного направления по величине превосходят спины др., что создает в доменах результирующий магнитный момент и приближает ферриты по их свойствам к ферромагнетикам.

Ю. П. Тафеев.

возрастание намагниченности магнетика при увеличении напряжённости внеш. магнитного поля. В ферромагнетике Н. происходит сначала за счёт смещения границ доменов, приводящего к увеличению их объёма, с наиболее близкой к направлению поля ориентацией векторов спонтанной намагниченности, затем за счёт поворота в направлении поля магнитных моментов доменов.

magnetization, magnetizing

* * *

magnetization

мгнове́нное намагни́чивание — flash magnetization

необрати́мое намагни́чивание — irreversible magnetization

обрати́мое намагни́чивание — reversible magnetization

попере́чное намагни́чивание — transverse [perpendicular] magnetization

продо́льное намагни́чивание — longitudinal [parallel] magnetization

с.

magnetizzazione f, calamitazione f

- намагничивание вращением

- циркулярное намагничивание

техн., физ.

намагне́чування

антипаралле́льное намагни́чивание — антипарале́льне намагне́чування

самопроизво́льное намагни́чивание — самочи́нне намагне́чування

- импульсное намагничивание

- спонтанное намагничивание

техн., физ.

намагне́чування

антипаралле́льное намагни́чивание — антипарале́льне намагне́чування

самопроизво́льное намагни́чивание — самочи́нне намагне́чування

- импульсное намагничивание

- спонтанное намагничивание

возрастание намагниченности М магнетика при увеличении напряжённости внеш. магн. поля Н. В ферромагнетиках Н. происходит сначала за счёт увеличения объёма доменов с наиб. близкой к Я ориентацией спонтанной намагниченности M_s (процесс происходит неравномерно, скачками, так что кривая намагничивания имеет ступенчатый характер - т. н. Баркгаузена эффект), затем за счёт поворота векторов М_s в направлении поля; заканчивает Н. парапроцесс. Н. ферримагнети-ков состоит в ориентации разности векторов намагниченности магн. подрешёток сначала по полю, затем поперёк поля (опрокидывание под-решёток) и, наконец, в переориентации всех атомных магн. моментов вдоль поля (схлопывание подрешёток).

Намагничивание - создание в веществе намагниченности

Источник: "ЭЛЕКТРОТЕХНИКА . ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ. ГОСТ Р 52002-2003"

(утв. Постановлением Госстандарта России от 09.01.2003 № 3-ст)