Главная | Обратная связь

Магнитное последействие

Магнитная вязкость - в ферромагнетизме (называется также магнитным последействием) — отставание во времени изменения магнитных характеристик (намагниченности, проницаемости и т.д.) ферромагнетиков от изменений напряжённости внешнего магнитного поля. Вследствие магнитного последействия намагниченность образца устанавливается после изменения напряжённости поля через время от 10-9 сек до десятков минут и даже часов . При намагничивании ферромагнетиков в переменном поле наряду с потерями электромагнитной энергии на вихревые токи и гистерезис возникают потери на магнитную вязкость, которые в полях высокой частоты достигают значительной величины. Магнитная вязкость в проводниках часто маскируется действием вихревых токов, «вытесняющих» магнитный поток из ферромагнетиков. С целью уменьшения влияния вихревых токов при экспериментальном исследовании магнитной вязкости образцы материалов берутся в виде тонких проволок

 

В зависимости от структуры ферромагнетика, условий его намагничивания, температуры, магнитная вязкость может вызываться различными причинами. При апериодическом изменении напряжённости поля в интервале значений, близких к коэрцитивной силе, где изменение намагниченности обычно осуществляется необратимым смещением границ между доменами , вязкостный эффект в проводниках вызывается в основном вихревыми микротоками . Эти токи возникают при изменениях поля, связанных с перемагничиванием доменов. Время установления магнитного состояния в этом случае пропорционально дифференциальной магнитной восприимчивости и для чистых ферромагнитных металлов (Fe, Со, Ni) обратно пропорционально абсолютной температуре. Другой тип магнитной вязкости обусловлен примесями, снижающими свободную энергию междоменных границ. Перемещающиеся вследствие изменения поля доменные границы задерживаются в местах концентрации атомов примеси, и процесс намагничивания прекращается. Со временем, после диффузии атомов примеси в другие места, границы получают возможность двигаться дальше, намагничивание продолжается .

 

В высококоэрцитивных сплавах и некоторых других ферромагнетиках наблюдается так называемая сверхвязкость, для которой время магнитной релаксации составляет несколько минут и более . Этот тип магнитной вязкости связан с флуктуациями энергии, преимущественно тепловыми. Флуктуации вызывают перемагничивание доменов, которые при изменении поля получили недостаточно энергии, чтобы сразу перемагнититься. Диффузионные и флуктуационные процессы существенно зависят от температуры, поэтому магнитная вязкость 2-го и 3-го типов характеризуется сильной температурной зависимостью: с понижением температуры магнитная вязкость возрастает. Четвёртый тип магнитной вязкости , характерный главным образом для ферритов, обусловлен диффузией электронов между ионами 2-валентного и 3-валентного железа. Этот процесс эквивалентен диффузии самих ионов, но осуществляется значительно легче, поэтому магнитная вязкость ферритов обычно невелика. В сильных магнитных полях действие магнитной вязкости незначительно. Часто в ферромагнетиках одновременно проявляются несколько типов магнитной вязкости, что затрудняет анализ явления. Важный вклад в исследование М. в. внесли советские физики В. К. Аркадьев, Б. А. Введенский и другие, из зарубежных учёных — Л. Неель, голландский физик Я. Снук и другие.

 

Временная зависимость удельного магнитного сопротивления связана с перестройкой атомов водорода. Существует два механизма перегруппировки атомов водорода, приводящих к понижению энергии их взаимодействия: 1).диффузия на расстояниях порядка ширины стенки и 2) перераспределение межу различными энергетическими уровнями в междоузельях. В первом случае мы имеем дело с диффузионным последействием. Временная зависимость характеризуется временем релаксации

t_d=1/Г*(d_О/a)²*1/n,

где геометрический фактор Г определяется веражением:

Г=1/an_E å å _(S/a)²

a- число точек для возможных путей между конфигурациями,

s- проекция вектора, соединяющего точки

n- число возможных ориентаций

Время релаксации диффузионного последействия превышает атомное время релаксации. Временной закон справедлив, когда отсутствуют ограничения на диффузионные траектории, выражение описывает диффузию водорода , т.е. ограниченное магнитное диффузионное последействие соответствует механическому эффекту Горского.

 

Список литературы

1. Гаркунов Д.Н. Триботехника (износ и безызносность): Учебник: - 4-е изд., пере­
раб. и доп. - М.: «Издательство МСХА», 2001. - 616 с.

2. Гаркунов Д.Н. Триботехника (конструирование, изготовление и эксплуатация
машин): Учебник: - 5-е изд., перераб. и доп. -М.: «Издательство МСХА», 2002. - 632 с.

3. Ивасышин Г.С. Определение остаточных напряжений и релаксации их в деталях
произвольной формы методом профилированной координатной сетки. Новые методы рас­
четов. Экспресс-информация «Межотраслевые вопросы науки и техники». - М.: ГОСИН-
ТИ, 1979. -Вып. 11. -С. 1-4.

4. Ивасышин Г.С. Методика исследования коэффициента Пуассона в процессе
релаксации металлов // Известия вузов. - М.: Машиностроение, 1983. №4. - С. 137-140.

5. Ивасышин Г.С. Влияние упругого последействия материала шпинделей на со­
противление качению в шпиндельных опорах // Известия вузов. - М.: Машиностроение,
1987. №9.-С. 125-130.

6. Материаловедение: Учебник для вузов / Б.Н. Арзамасов, В.И. Макарова, Г.Г.
Мухин и др.; Под общ. ред. Б.Н. Арзамасова, Г.Г. Мухина. -3-е изд. стереотип. - М.: Изд-
во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 648 с.