1.5. Намагничивание магнитных материалов. Кривая намагничивания

Если образец был размагничен, то зависимость индукции от напряженности внешнего магнитного поля называется кривой намагничивания. В процессе намагничивания образца основную роль играют два процесса - смещение доменных границ и вращение векторов намагниченности доменов. Процесс намагничивания и изменение доменной структуры показаны на рис. 1.6. В размагниченном образце расположение векторов намагниченности доменов равновероятны по всем направлениям. В очень слабом поле Н, соответствующем отрезку кривой 0а, происходит обратимое смещение границ и увеличение объема тех доменов, вектор намагниченности которых образует наименьший угол с направлением Н. Процесс обратим при H = 0, размеры доменов восстанавливаются. В поле средней величины, соответствующему отрезку аb, происходят необратимые смещения границ доменов. Образец может быть размагничен полем - H_C1.

Размагничивающее поле при достижении насыщения (-Н_с) называют коэрцитивной силой. В сильном поле, соответствующем участку bc (зона насыщения), векторы намагниченности поворачиваются из направления вдоль оси легкого намагничивания в направлении параллельном намагничивающему полю Н. После установления H = 0 векторы намагниченности стремятся возвратиться в ближайшее направление легкого намагничивания. Дальнейшее незначительное возрастание намагниченности происходит за счет парапроцесса, т.е. направляющего воздействия внешнего поля на дезориентированные тепловым движением магнитные моменты.

рис. 1.6

1.6. Магнитный гистерезис

Магнитный гистерезис вызывается необратимыми процессами намагничивания. Ход намагничивания на рис. 1.7 показан стрелкой. К основным параметрам петли гистерезиса относятся: В_s - индукция насыщения; В_r - остаточная индукция; H_c-коэрцитивная сила, размагничивающее поле, при котором В_r становится равной нулю. Для различных значений Н можно получить семейство петель гистерезиса. Петля гистерезиса при B_s называется предельной.

рис. 1.7

1.11. Электрические свойства магнитных материалов

Удельное электрическое сопротивление ρ металлических магнитных материалов зависит от вида примесных элементов и направления намагниченности по отношению к направлению движения электронов проводимости. Электрические свойства технических Fe, Со, Ni показаны в табл. 1.1.

Таблица 1.1     

Материал	ρ,мкО · мм	Температурный коэффициент электрического сопротивления, 10-3К-1
Fe Со Ni	0,097 (20° C) 0,32 (500° C) 0,068 (0-100°C)	6,2 13,8 (500°С) 6,7

В чистых монокристаллических образцах металлов наблюдается значительная анизотропия электросопротивления. Так, в монокристаллическом кобальте в направлении оси С ρ_c=0,103 мкОм · м, а в плоскости перпендикулярной этой оси ρ_c=0,055 мкОм · м.

В ферритах по сравнению с металлическими ферромагнетиками удельное электрическое сопротивление много выше, сопоставимо с ρ полупроводников и может меняться в широких пределах в зависимости от состава, типа дефектов структуры, вида примесей. Так для феррита иттрия удельное сопротивление составляет 10¹⁰-10¹² Ом · м, для феррита никеля 10³-10⁵ Ом · м, для феррита лития 1 - 10 Ом · м. Энергия активации проводимости ферритов находится в пределах 0,2 - 2 эВ

В ферритах часто наблюдается прыжковая проводимость, обусловленная перескоком локализованных электронов из одного состояния в другое, или поляронная проводимость. Поляроны - частицы (вернее квазичастицы), образованные локализованными на ионах электронами вместе с окружающим их полем поляризации. В случае поляронов малого радиуса (меньше постоянной решетки) энергия ионизации примесного центра равна 0,2 - 0,6 эВ.