Механостри́кция (от греч. μηχανικός – механический, лат. strictio – сжатие, натягивание), возникновение дополнительной деформации магнитных материалов при наложении механических напряжений, которая обусловлена изменением магнитного состояния материала. Механострикция теоретически предсказана в 1933 г. в работах Н. С. Акулова и Е. И. Кондорского (Akulov. 1933), исследования были продолжены зарубежными физиками (например, Brown. 1937).

Механическое напряжение, наложенное на образец из магнитного материала (ферро-, ферри-, антиферромагнетик), обычно вызывает его деформацию: $\varepsilon = \varepsilon_{\text{у}} + \varepsilon_{\text{м}}$, где $\varepsilon_{\text{у}}$ – упругая деформация, $\varepsilon_{\text{м}}$ – дополнительная механострикционная деформация; $\varepsilon_{\text{м}} = (\delta l/l)_{\text{м}}$, где $l$ – длина образца, $\delta l$ – изменение длины образца.

Механострикция имеет магнитострикционную природу. При воздействии на магнетик упругих напряжений в нём возникает механострикция даже в отсутствие внешнего магнитного поля, связанная как с процессами вращения и смещения доменов (техническое намагничивание), так и с парапроцессом (изменением обменного взаимодействия) (Белов. 1987). При наличии механострикции деформация (например, удлинение) образца оказывается непропорциональной механическому напряжению, что приводит к аномалиям модулей упругости магнетиков (наблюдается отклонение от закона Гука). Наиболее заметно механострикция проявляется в материалах, в которых упругая и магнитная подсистемы сильно взаимосвязаны.

Остаточные деформации, возникающие в процессе изготовления материала, а также деформации, появляющиеся при исследовании образца (например, зажатии образца при креплении), могут вызывать искажение основного (исследуемого) магнитного состояния материала.

Механострикция может только увеличивать общую деформацию. В ряде инваров и редкоземельных сплавов и соединений, особенно вблизи температур магнитных фазовых переходов, упругие деформации вызывают существенное изменение не только направления, но и величины спонтанной намагниченности, что вследствие объёмной магнитострикции в области парапроцесса может приводить к добавочной механострикции (Tishin. 1999).

Температурные зависимости магнитных вкладов в ∆E-эффект высокочистого гадолиния: кривая 1 – вдоль оси c, кривая 2 – вдоль оси b. График из статьи: Spichkin Y. I., Tishin A. M., Gschneidner K. A. Jr. Elastic properties of a high purity gadolinium single crystal // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1999, V. 204, P. 5–10. Перевод подписей и обозначения: БРЭ.Температурные зависимости магнитных вкладов в ∆E-эффект высокочистого гадолиния: кривая 1 – вдоль оси c, кривая 2 – вдоль оси b. График из статьи: Spichkin Y. I., Tishin A. M., Gschneidner K. A. Jr. Elastic properties of a high purity gadolinium single crystal // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1999, V. 204, P. 5–10. Перевод подписей и обозначения: БРЭ.С механострикцией непосредственно связан $\Delta E$-эффект – зависимость модуля упругости $E$ (модуля Юнга) магнитных материалов от величины внешнего магнитного поля. Существование механострикции обусловливает в ферромагнитных материалах аномальное поведение модулей упругости, особенно в области магнитных фазовых переходов. Так, в никеле и пермаллое аномалии модуля Юнга связаны с механострикцией, возникающей за счёт ориентации векторов спонтанной намагниченности.

$\Delta E$-эффект описывается выражением:

$\displaystyle{\frac{\Delta E}{E} = \frac{(\delta l/l)_м}{(\delta l/l)_0}},$ (1)

где $(\delta l/l)_{\text{м}}$ – механострикция, а $(\delta l/l)_0$ определяет величину $E_0 = p(\delta l/l)_0$ – истинный модуль упругости ($p$ – упругое напряжение) (Белов. 1987). Чем больше величина механострикции, тем более выраженным является $\Delta E$-эффект, и эта взаимосвязь наиболее чётко проявляется в никеле (Engler, 1938). Характер температурных зависимостей и знак $\Delta E$-эффекта существенно зависит от кристаллографического направления. На рисунке представлены температурные зависимости магнитных вкладов в $\Delta E$-эффект высокочистого гадолиния (Spichkin. 1999). Как видно, вдоль кристаллографической оси $c$ (кривая 1) $\Delta E$-эффект кристалла отрицателен, в точке Кюри ($T_{\text{C}} = 295$ К) он меняет знак и при дальнейшем охлаждении положителен, в то время как вдоль кристаллографической оси $b$ (кривая 2) $\Delta E$-эффект имеет положительную величину до температуры 170 К, а затем становится отрицательным.

В ряде магнитоупорядоченных веществ, например в $\text{SmFe}_{2}$ (Magnetoelasticity in SmFe2. 1974; Magnetic anisotropy ... 1999), $\text{TbFe}_{2}$ (Clark. 1972), было обнаружено уменьшение модуля упругости (аномальный $\Delta E$-эффект) в слабых магнитных полях.

Основным возможным применением материалов, обладающих механострикцией, являются разнообразные магнитоупругие датчики, которые позволяют проводить контроль и измерение величин дополнительных деформаций, напряжений и т. п. по измерению магнитных характеристик вещества.