Введение
Магнитоупругий эффект (Эффект Виллари) – это изменение намагниченности ферромагнитного тела при деформации. Он является термодинамически обратным магнитострикции, и его иногда называют обратным магнитострикционным эффектом.
Магнитоупругий эффект проявляется в намагниченности ферромагнетика под действием механических напряжений. Известно, что кристаллиты ферромагнетика состоят из микроскопических областей размером (0,01 – 1) мм, намагниченных до насыщения – доменов. В каждом домене вектор намагниченности ориентирован вдоль (против) характерных для каждого кристалла направлений. Между доменами существует переходной слой, в котором вектора намагниченности атомов плавно изменяют свой направление от -1800 до +1800 (180 – градусные границы) или от 900 до -900 (90 – градусные границы). Для создания границы требуется избыточная энергия. Поэтому они чаще всего располагаются в местах искажения кристаллической решетки, немагнитных включений. Междоменные границы образуют в ферромагнетике подвижный пространственный каркас. У магнитомягких материалов, таких как железо, никель, их сплавы, ферриты, трансформаторная сталь, достаточно небольших полей или механических напряжений, чтобы заставить перемещаться междоменные границы (МДГ) и перестраивать доменную структуру. У магнитотвердых материалов, таких как кобальтовые стали, альнико, бариевые ферриты, SmCo5 , NdFeB и другие, из которых делаются постоянные магниты, требующие огромные поля, чтобы междоменные границы начали двигаться.
Под
действием магнитного поля весь каркас
границ приходит в движение и в результате
домены с намагниченностью, ориентированной
вдоль поля, увеличиваются в размерах
за счет антипараллельных или поперечных
доменов. В больших полях МДГ исчезают
и материал намагничивается до насыщения.
Действие
механических напряжений деформирует
кристаллическую решетку, изменяя энергию
доменов, которая называется магнитоупругой
энергией
.
Так,
если
0 (растяжение), то намагниченность
стремится выстроиться вдоль напряжений,
если (сжатие), то
0 и намагниченность стремится выстроиться
в поперечном направлении. Если к остаточно
намагниченному магнетику приложить
механические напряжения, то они за счет
изменения магнитоупругой энергии будут
«отрывать» МДГ от дефектов решетки,
выводить их из положения равновесия и
приводить в движение. Таким образом,
если материал намагнитить, а затем
нагрузить, то изменением своей
намагниченности он «запомнит» величину
силы.
Объект исследования: магнитоупругое явление в феррите.
Предмет исследования: магнитоупругий эффект в ферритовом стержне под действием акустического поля килогерцового диапазона при помещении стержня в постоянное магнитное поле.
Цель и задачи исследования:
- создать измерительную установку;
- поставить цель обнаружить магнитоупругий эффект при воздействии на феррит акустической волны при отсутствии и наличии внешнего постоянного магнитного поля;
- исследовать изменение магнитоупругого эффекта при изменении величины напряженности внешнего магнитного поля;
- интерпретировать полученные экспериментальные результаты.