Ферромагнетики и их свойства

1.

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ
Лекция «Ферромагнетики и их
свойства»

2.

Ферромагнитные вещества
Ферромагнетики - это вещества, обладающие
самопроизвольной намагниченностью, которая сильно
изменяется под влиянием внешних воздействий - магнитного
поля, деформации, температуры.
Ферромагнетики, в отличие от слабо магнитных диа- и
парамагнетиков, являются сильно магнитными
веществами: внутреннее магнитное поле в них может в
сотни раз превосходить внешнее поле.
Типичные представители: Fe, Co, Ni, Gd, Tb, Dy, Ho, Er,
Tm, Fe3Al, Ni3Mn, ZnCMn3.

3.

Ферромагнитные вещества
Зависимость
намагниченности
ферромагнетика J от
напряженности магнитного
поля H:
Зависимость магнитной
восприимчивости
ферромагнетика χ от
индукции магнитного поля B0
(χmax до 104÷105):
1 - область нелинейной зависимости J=f(H): B = (H+J)μ0;
2 - область линейной зависимости J=f(H): B = Jsμ0 + Hμ0;

4.

Доменная структура
ферромагнетика
Домен - область спонтанной намагниченности в феромагнетике.
- доменная структура ферромагнитного образца
с нулевой результирующей намагниченностью
экспериментальное
подтверждение
существования
доменной структуры
ферромагнетика
метод порошковых фигур
эффект Баркгаузена

5.

Процесс намагничивания
ферромагнетика
а) H = 0 (внешнего поля нет);
б) смещение границ доменов;
в) процесс вращения магнитных моментов;
г) насыщение (монодоменный объем).

6.

Явление гистерезиса
Гистерезис - явление запаздывания
намагниченности ферромагнетика за
изменением напряженности магнитного поля.
Петля гистерезиса
образуется при
циклическом
перемагничивании
ферромагнетика.
1,2 - частные циклы
3 - максимальная петля
гистерезиса

7.

Петля гистерезиса
Основные параметры:
Br - остаточная индукция;
Hc - коэрцитивная сила.
Когда напряженность магнитного поля при размагничивании
станет равной нулю, индукция поля не исчезнет и будет
характеризоваться величиной Br.
Намагниченность ферромагнетика обращается в ноль лишь под
действием магнитного поля, имеющего направление,
противоположное намагничивающему, и напряженность Hc.

8.

Магнитомягкие и
магнитотвердые вещества
По величине коэрцитивной силы Hc
ферромагнетики делятся на:
магнитомягкие
Hc < 800 А / м
магнитотвердые
Hc > 4 кА / м
применяются в
основном в
качестве
сердечников
трансформаторо
в
применяются в
основном в
качестве
постоянных
магнитов

9.

Энергетические потери в
ферромагнетике
Энергия ферромагнетика:
а) накопленная при намагничивании;
б) выделившаяся при размагничивании;
в) энергетические потери.
Площадь петли гистерезиса позволяет рассчитать
энергетические потери в ферромагнетике.

10.

Точка Кюри
Точка Кюри - температура, выше которой области спонтанной
намагниченности распадаются и ферромагнетик утрачивает
свои свойства (переходит в парамагнитное состояние).
При охлаждении ферромагнетика ниже точки Кюри в нем
снова возникают домены и ферромагнетик вновь
приобретает свои первоначальные свойства.

11.

Антиферромагнетизм и
ферримагнетизм
а - парамагнетик
в - антиферромагнетик
б - ферромагнетик
г - ферримагнетик

12.

Благодарю за внимание