Магнитная вязкость
Магни́тная вя́зкость (магнитное последействие), существование временнóго запаздывания между изменением напряжённости внешнего магнитного поля и изменением магнитных параметров магнетика (намагниченности, магнитной восприимчивости и др.). В наиболее простых случаях изменение намагниченности в зависимости от времени описывается формулой:
где и – намагниченности непосредственно после изменения магнитного поля () и после установления нового равновесного состояния соответственно; – время релаксации, характеризующее скорость процесса. Значение зависит от механизма магнитной вязкости и может изменяться от 10–9 с до нескольких десятков часов в зависимости от материала (см. статью магнитная релаксация).
Различают два основных механизма магнитной вязкости: диффузионный и термофлуктуационный. В первом магнитная вязкость определяется диффузией примесных атомов или дефектов кристаллической структуры. Например, в большинстве классических экспериментов по изучению магнитной вязкости в качестве образцов использовалось железо с примесью углерода или азота. Объяснение роли примесей дано нидерландским физиком Я. Снуком, а более строгая теория построена Л. Неелем. Она базируется на предположении о преимущественной диффузии примесных атомов в те межатомные промежутки кристалла, которые определённым образом ориентированы относительно направления спонтанной намагниченности. Это создаёт локальную наведённую анизотропию, приводящую к стабилизации магнитной доменной структуры. Поэтому после изменения магнитного поля новая доменная структура устанавливается не сразу, а после диффузионного перераспределения примеси, что и является причиной магнитной вязкости.
Второй механизм магнитной вязкости более универсален и наблюдается практически во всех ферромагнетиках, особенно в области магнитных полей, сравнимых по величине с коэрцитивной силой. Термические флуктуации вызывают перемагничивание доменов, которые при изменении поля получили недостаточно энергии, чтобы сразу изменить направление намагниченности. В высококоэрцитивных сплавах, состоящих из однодоменных областей, наблюдается особенно большая магнитная вязкость. В этом случае термические флуктуации сообщают дополнительную энергию для необратимого вращения спонтанной намагниченности тех частиц, потенциальная энергия которых во внешнем магнитном поле недостаточна для их перемагничивания.
Существуют и другие механизмы магнитной вязкости: например, в некоторых ферритах вклад в магнитную вязкость даёт перераспределение электронной плотности между ионами разной валентности. С магнитной вязкостью тесно связаны такие явления в ферромагнетиках, как магнитные потери на перемагничивание, временной спад и частотная зависимость магнитной проницаемости.