Большая советская энциклопедия - намагничивание

Намагничивание, процессы, протекающие в ферромагнетике при действии на него внешним магнитным полем и приводящие к возрастанию намагниченности ферромагнетика в направлении поля. В состоянии полного размагничивания ферромагнитный образец состоит из небольших областей (доменов, объемом 10-9—10-6 см3, иногда до 10-3 см3), каждая из которых намагничена до насыщения Js, но при этом векторы самопроизвольной намагниченности доменов Js располагаются так, что суммарный магнитный момент образца J = 0. Н. состоит в переориентации векторов намагниченности доменов в направлении приложенного поля; включает процессы смещения, вращения и парапроцесс. Процесс смещения в многодоменном ферромагнетике заключается в перемещении границ между доменами; объем доменов, векторы Js которых составляют наименьший угол с направлением напряженности магнитного поля Н, при этом увеличивается за счет соседних доменов с энергетически менее выгодной ориентацией Js относительно поля. При своем смещении границы доменов могут менять форму, размеры и собственную энергию. Эти факторы в одних случаях способствуют, в других препятствуют процессу смещения. Обычно задержка смещения (и Н.) происходит при встрече границы с какими-либо неоднородностями структуры ферромагнетика (атомами примесей, дислокациями, микротрещинами и др.). Для возобновления смещения необходимо вновь изменять Н (либо температуру или давление). Процесс вращения состоит в повороте векторов Js в направлении поля Н. Причиной возможной задержки или ускорения процесса вращения является магнитная анизотропия ферромагнетика (первоначально векторы Js доменов направлены вдоль осей легкого намагничивания, в общем случае не совпадающих с направлением Н). При полном совпадении Js с направлением Н достигается т. н. техническое магнитное насыщение, равное величине Js ферромагнетика при данной температуре. Парапроцесс заключается в выстраивании вдоль поля элементарных магнитных моментов, которые из-за дезориентирующего действия теплового движения были отклонены от направления Js в доменах. При этом величина намагниченности J ферромагнетика стремится к ее значению при абсолютном нуле. Парапроцесс в большинстве случаев дает очень малый прирост намагниченности, поэтому Н. ферромагнетиков определяется в основном процессами смещения и вращения. Если Н. ферромагнетика осуществлять при монотонном и медленном возрастании поля из состояния полного размагничивания (J = Н = 0), то полученную зависимость J(H) называют кривой первого (первоначального) Н. (см. Намагничивания кривые). Эту кривую обычно подразделяют на 5 участков (рис. 1). Участок I — область начального, или обратимого, намагничивания, где J = caH. В этой области протекают главным образом процессы упругого смещения границ доменов (при постоянной начальной магнитной восприимчивости ca). Область Рэлея (II) характеризуется квадратичной зависимостью J от Н (в этой области c линейно возрастает с Н). В области Рэлея Н. осуществляется благодаря процессам смещения: обратимым, линейно зависящим от Н, и необратимым, квадратично зависящим от Н (см. Рэлея закон намагничивания). Область наибольших проницаемостей (III) характеризуется быстрым ростом J, связанным с необратимым смещением междоменных границ. Н. на этом участке происходит скачками (см. Баркгаузена эффект). В области приближения к насыщению (IV) основную роль играют процессы вращения. Участок V — область парапроцесса. Если после достижения состояния магнитного насыщения Js (в поле Hs) начать уменьшать Н, то будет уменьшаться и J, но по кривой, лежащей выше кривой первого намагничивания (явление магнитного гистерезиса). Гистерезисные явления сказываются и при Н. — они затрудняют рост J с увеличением поля, при их устранении значение J уже в слабых полях приближается к Js, отличаясь от нее на величину, обусловленную процессами вращения (рис. 2). Вклад процессов смещения и вращения в результирующую намагниченность ферромагнитного образца на различных участках кривой намагничивания зависит от его магнитной текстуры, наличия дефектов кристаллической решетки, формы образца и других факторов. Существенное влияние формы образца на ход кривой Н. (рис. 3) обусловлено действием размагничивающего фактора. Лит.: Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971; Киренский Л. В., Магнетизм, 2 изд., М., 1967; Кифер И. И. и Пантюшин В. С., Испытания ферромагнитных материалов, М. — Л., 1955.