8.6 Доменная структура фeрромагнетиков

Монокристалл с одинаковым направлением магнитных моментом (В) будет не устойчивым, так как имеет место взаимодействия между одноименными полюсами. То есть отдельные домены должны отталкиваться. Кристалл (А) будет устойчивым, однако суммарный магнитный момент = 0.

Отдельные домены (А) разделены доменной стенкой (~10 нм) в пределах этой стенки происходит изменение ориентации магнитного момента.

Гипотезу о существовании доменов высказал в 1907г. Вейс и в 1935г. Ландау и Лившиц создали доменную теорию ферромагнетиков.

8.7 Кривая намагничевания ферромагнетиков

I

В отсутствии магнитного поля суммарный магнитный момент ферромагнетика = 0. При небольших напряженностях магнитного поля (участок 1) наблюдается передвижение стенок доменов и начинается расти тот домен, магнитный момент которого наиболее близок к направлению поля.

На участке 2 образуется большой домен магнитного момента, который начинается ориентироваться вдоль направления поля. При этом достигается магнитное насыщение ферромагнетика.

Участок 3 связан с уменьшением количества доменов, которые не объединяются вследствие тепловых колебаний – ПАРА процесс.

Вследствие передвижения стенок доменов намагниченность ферромагнетиков является необратимой и не уменьшается до «0» в отсутствии внешнего магнитного поля. Для уменьшения намагниченности ферромагнетика до «0» необходимо приложить внешнее поле направленное противоположно полю вызвавшего намагниченность. Напряженность поля для размагничивания ферромагнетиков называется коэрцитивной силой. Для ферромагнетиков – гистерезис.

По ширине петли гистерезиса различают:

- магнитомягкие;

- магнитожесткие.

Магнитожесткие применяются - постоянные магниты (широкая петля).

Магнитомягкие применяются как магнитные сердечники, магнитные головки.

8.8 Ферриты

Вещества формулы MeO·Fe₂O₃ у ферритов магнитные моменты подрешетки Fe⁺³ компенсируют друг друга.

Магнитный момент Ме⁺² является нескомпенсированным и обуславливает постоянный магнитный момент.

Преимущество: ферриты обладают высокой намагниченностью (мягкие и жесткие) при этом увеличивается электрическое сопротивление. Это препятствует возникновению вихревых токов при высоких частотах.

9 Кристаллизация

Равновесные системы при t и V = const определяется минимумом свободной энергией

F = U – TS

При Т₀ – температуре плавления U и S испытывают скачки обусловленые теплотой плавления. Кривые свободной энергии убывают с увеличением температуры из-за влияния энтропийной составляющей для жидкой фазы, скорость убывания больше за счет большего разупорядочивания системы и соответственно большей скорости изменения энтропии. Следовательно, ниже Т₀ устойчива твердая фаза, а выше Т₀ – жидкая, точка пересечения кривых F_тв и F_ж не являются особой точкой, поэтому в системе в принципе возможно переохлаждение или перегрев.

При переохлаждении расплава он становится метастабильным по отношению к кристаллам. Для образов твердой фазы из метастабильного состояния необходимо появление центров кристаллизации или зародышей.