Ferromágneseket - studopediya

Ismeretes, hogy egy atom bármilyen anyagból áll, egy pozitív töltésű atommag és negatív töltésű elektronok forgó mag körül és módon, hogy hozzon létre egy kör alakú elektromos áram. Ahogyan korábban már kimutattuk, a kör alakú áramnak (tekercs egy áram) mágneses mezőt hoz létre (ábra. 4g). A legtöbb anyag a mágneses mezők által generált különböző elektronok és atomok tetszőleges irányba, és egy így kapott területen az anyag egészének nulla. Azonban néhány anyagok, az úgynevezett ferromágneses anyagok, mivel bizonyos körülmények között, mint válik energetikailag kedvező állapot, amelyben a mágneses mezők a szomszédos atomok egy irányban. Ez a feltétel teljesül bizonyos területein mikroszkopikus nagyságrendű 0,1 ... 10 m, amelyek úgynevezett domének (francia megye). A szomszédos területeken, ez a feltétel is végeztünk, de a mágneses tér különböző lehet (általában ellentétes irányú vagy merőlegesen), és általában energetikailag kedvező olyan állapot, amelyben a kapott mező nulla a teljes anyagot. Domain méretek általában kisebbek, mint a kristály szemcsék a fém, amely tartalmaz (ábra. 8), és így az egyes kristályszemcse van osztva több domain a különböző orientációk a mágneses mezők. Az ilyen mintázat távollétében megfigyelhető egy külső mágneses mezőt. Körülbelül egy ferromagnet azt mondják, hogy lemágnesezõdik.

A ferromágneses tulajdonságú elvesznek, ha az anyagot felmelegítik egy bizonyos hőmérséklet felett, amely az úgynevezett Curie-hőmérsékletű. Domains míg eltűnnek. Az ezt követő hűtés az anyag domének merül fel újra és ferromágneses tulajdonságú visszaállításra. A vas, a Curie-hőmérséklet 768 ° C-on

Ábra. 8. A kristályszerkezetét fémek (a) és a különálló, domének kristályszemcse ferromagnet

5.Namagnichivanie és megfordítása ferromágneseket

Tekintsük a viselkedését egy demagnetizált ferromagnet egy külső, fokozatosan növelve a mágneses mező (ábra. 9). A kezdeti időszakban, amikor H = 0, a kapott mágneses indukció belsejében ferromagnet B. Mint már említettük, nullával egyenlő (ábra. 9, és, d). Intenzitásának növelésével a külső mágneses mező a domének, a belső mágneses mező, amely a „megfelelő” irányba növekedni fog méretének csökkentésével domének méreteinek „kedvezőtlen” belső mező irányát (lásd 9B.). Mivel ez a folyamat miatt előfordul, hogy az elmozdulás a doménfalak, akkor folytatódik, amíg a domének „kedvezően” orientált belső mágneses mező nem foglalja el a teljes térfogata ferromágneses anyagból (9C.).

Ábra. 9. A folyamat a mágnesezettség egy ferromagnet: egy - Z domén állapotban növekvő mágneses mező, d - a mágnesezettség görbe, e - a változás a mágneses permeabilitás

A kezdeti részét a kupola (1) A folyamat reverzibilis, azaz a szétcsatlakoztatáskor ferromágneses mező visszatér eredeti állapotába. Egy meredek szakaszának (2), az elmozdulás szabálytalan határok (vagy ugrál Barkhausen hatás), és a folyamat visszafordíthatatlan (a kibővített részben ábrázolt jobb a görbe). A további növekedés a külső mágneses mező (régió 3) A belső mező irányában forog a külső, és végül esik egybe (ábra. 9d). Függése B (H) a 9. ábrán látható, d nevezzük mágnesezési görbe, és, ahogy az nyilvánvaló, nem lineáris. Az intenzitás a külső mágneses mező, amely után a belső indukciós mintát nem növeli (ábra. 9 g) nevezzük telítési térerőssége Hm. és a mágneses indukció a minta - a telítési mágneses fluxussűrűség Bm. Későbbi növekedés a mágneses indukció lép fel csak növekedése miatt a külső mágneses mező. Az alábbiakban (9. E) mutatja az összefüggést m (n) (m = B / m0 H), amely szintén nem-lineáris.

Mint már említettük, a folyamat a mágnesezés ferromágneses anyagok visszafordíthatatlan. Ez azt jelenti, hogy ha már mágnesezett a telítési állapot (H = Hm) elkezd, hogy csökkentsék a külső tér, az indukciós a mintában nem változik megfelelően a mágnesezési görbe: 0 - 1 (10. ábra a). Mivel a térerő csökken Hm 0, a minta indukciójának változott Br Bm szerinti görbe 1 - 2. Ez a jelenség összefügg a visszafordíthatatlanságát doménfalak áthelyezési folyamat 2 része a mágnesezettség görbe az úgynevezett mágneses hiszterézis. Az érték a indukciós Br, amikor a külső mező nevezik remanencia (vagy a maradék mágnesezettség).

Ha egy ferromágneses anyagból, olyan állapotban a maradék mágnesezettség most, egy külső mágneses mező az ellenkező irányba 0-tól - Hm. a mágneses indukció a mintában változik összhangban a görbe 2 - 3 - 4. Field - Hc. amelyben a minta indukciójának egyenlő 0 nevezzük a kényszerítő erő. A további növekedés a külső mágneses mező inverz hogy az érték - Hm ferromagnet van mágnesezve telítésig Bm is fordított irányban (4. pont). Az ezt követő változás a külső mező - HM
+ Hm indukciós a mintában szerint változik a görbe
4 - 5 - 6 - 1, halad keresztül egymást követően az érték a maradék mágnesezettség, koercitív erő és telítési indukció ellentétes előjelű. A kapott zárt görbe 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 1 teljesítményszintet úgynevezett határérték a hiszterézis hurok. A szekvenciális változása a külső mágneses mező Hm a + a - Hm, és így tovább, a mágneses indukció a ferromágneses változik összhangban ezt a határt a hiszterézis hurok.

Ha a mágnesezettség megfordításának térerősség Hm kevesebb. a mágneses fluxussűrűség is változhat, hogy a hiszterézis-hurok egy kisebb méretű, amely az úgynevezett privát hiszterézis hurok.

Ábra. 10. A mágnesezettség megfordítása egy ferromagnet és egy hiszterézis-hurok - és, ferromágneses mágnesezési ciklus fokozatosan csökken mágneses mező - b

Ha szekvenciális megfordítása ferromagnet minden következő ciklusban kissé csökkentheti az erejét a külső mágneses mező, minden egyes alkalommal, amikor jön a lényeg mágneses fluxussűrűség is alacsonyabb, mint az előző ciklusban, ábrán látható. 10 b. Ennek eredményeként, a következő lépés, amikor a külső tér szinte nulla, megkapjuk gyakorlatilag demagnetizált ferromagnet nulla mágneses indukció. Lemágnesezés egymást követő mágnesezettség megfordításának mellett csökkent a maximális érték a külső területén az egyik a fő módszerek a lemágnesezésére a mágneses részek után kontroll.

Más módszerek tárgya lemágnesezni ferromágneses fölé melegíteni Curie-hőmérsékletű. Lemágnesezés ebben az esetben egy teljesebb, azonban a szakterületen, ez a módszer nem alkalmazzák széles körben, pskolku ferromágneses Curie hőmérséklete elég magas, és a vasat, mint már mondottuk, 768 ° C-on

Részleges demagnetization lép fel, és az ütésektől és azt is meg kell venni az ellenőrzési mágneses módszerekkel.

Attól függően, hogy az alak a hiszterézis-hurok minden ferromágneseket hagyományosan két csoportra oszthatók: lágy mágneses és kemény mágneses. Ahhoz, hogy a lágy mágneses ferromágneses anyagok közé tartozik egy „szűkebb” hiszterézis-hurok, amelyre az érték a kényszerítő erő kisebb, mint 800 A / m (Hc <800 А/м). К магнитотвердым соответственно относятся ферромагнетики с "широкой" петлей, у которых коэрцитивная сила больше 4 кА/м (Нc> 4 kA / m).

Az érték a kényszerítő erő meghatározó megválasztásában eljárás felmágnesezzük részleteket ellenőrzés alatt, ami lesz szó tovább. Lágy mágneses anyagokat használnak, például a gyártása mágneses magok és az alapvető mágnesezési fluxus kapu eszközök és az örvényáramú próbák, és a kemény mágneses - gyártásához állandó mágnesek.