Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

МАГНИТОУПРУ́ГОЕ ВЗАИМОДЕ́ЙСТВИЕ

  • рубрика

    Рубрика: Физика

  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 18. Москва, 2011, стр. 404

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: А. М. Тишин

МАГНИТОУПРУ́ГОЕ ВЗАИМОДЕ́ЙСТ­ВИЕ, вза­им­ное влия­ние и взаи­мо­связь ме­ж­ду спи­но­вой (маг­нит­ной) и ре­шё­точ­ной (уп­ру­гой) под­сис­те­ма­ми кри­стал­ла. Из­ме­не­ния в од­ной из под­сис­тем, как пра­ви­ло, от­ра­жа­ют­ся на дру­гой. Хо­тя эти под­сис­те­мы и не все­гда мож­но чёт­ко от­де­лить од­ну от дру­гой, но сте­пень влия­ния од­ной под­сис­те­мы на дру­гую оп­ре­де­ля­ет­ся взаи­мо­дей­ст­ви­ем ме­ж­ду ни­ми. Од­ним из про­яв­ле­ний влия­ния маг­нит­ной сис­те­мы на уп­ру­гую яв­ля­ет­ся из­ме­не­ние раз­ме­ров и фор­мы те­ла (об­раз­ца) при его на­маг­ни­чи­ва­нии под дей­ст­ви­ем внеш­не­го маг­нит­но­го по­ля или при из­ме­не­нии сте­пе­ни и ти­па маг­нит­но­го упо­ря­до­че­ния (ли­ней­ная и объ­ём­ная маг­ни­то­ст­рик­ция). Из­ме­не­ние ве­ли­чи­ны на­маг­ни­чен­но­сти при де­фор­ма­ции об­раз­ца (маг­ни­то­уп­ру­гий эф­фект, или Вил­ла­ри эф­фект), из­ме­не­ние зна­че­ний тем­пе­ра­тур маг­нит­ных фа­зо­вых пе­ре­хо­дов и ви­да маг­нит­ных фа­зо­вых диа­грамм, ха­рак­те­ра маг­нит­но­го упо­ря­до­че­ния, кон­стант маг­нит­ной ани­зо­тро­пии и ря­да др. маг­нит­ных па­ра­мет­ров под дей­ст­ви­ем ста­тич. или ди­на­мич. де­фор­ма­ций, напр. при воз­дей­ст­вии гид­ро­ста­тич. дав­ле­ния, про­ис­хо­дят за счёт влия­ния уп­ру­гой под­сис­те­мы на маг­нит­ную. М. в. мо­жет так­же при­во­дить к за­мет­ным ано­ма­ли­ям уп­ру­гих свойств маг­нит­ных ма­те­риа­лов (напр., мо­ду­лей уп­ру­го­сти) в об­лас­ти тем­пе­ра­тур маг­нит­ных фа­зо­вых пе­ре­хо­дов, а так­же к из­ме­не­нию ха­рак­те­ра фа­зо­во­го пе­ре­хо­да.

Осн. при­чи­ной М. в. яв­ля­ет­ся су­ще­ст­вен­ная за­ви­си­мость ве­ли­чи­ны взаи­модей­ст­вия маг­нит­ных мо­мен­тов ато­мов или ио­нов в ве­ще­ст­ве (ди­поль-ди­поль­но­го взаи­мо­дей­ст­вия, об­мен­но­го взаи­мо­дей­ст­вия, а так­же взаи­мо­дей­ст­вия маг­нит­ных мо­мен­тов с внут­ри­кри­стал­ли­че­ским по­лем) от рас­стоя­ний ме­ж­ду ни­ми. На­маг­ни­чи­ва­ние кри­стал­ла из­ме­ня­ет ха­рак­тер это­го взаи­мо­дей­ст­вия, что про­яв­ля­ет­ся в из­ме­не­нии рас­стоя­ний ме­ж­ду взаи­мо­дей­ст­вую­щи­ми ато­ма­ми или ио­на­ми – де­фор­ма­ции об­раз­ца, ко­то­рая, в свою оче­редь, из­ме­ня­ет си­лу взаи­мо­дей­ст­вия их маг­нит­ных мо­мен­тов, а сле­до­ва­тель­но, на­маг­ни­чен­ность, темп-ру Кю­ри, маг­нит­ную ани­зо­тро­пию и т. д. Сте­пень взаи­мо­свя­зи маг­нит­но­го по­ряд­ка и кри­стал­лич. ре­шёт­ки оп­ре­де­ля­ет ин­тен­сив­ность М. в., ко­то­рое в ря­де слу­ча­ев мо­жет да­же при­во­дить к ком­би­нир. маг­нит­но-струк­тур­ным фа­зо­вым пе­ре­хо­дам 1-го ро­да. Осо­бен­но силь­ное М. в. имеет место в ред­ко­зе­мель­ных ме­тал­лах и их ин­терме­тал­лич. со­еди­не­ни­ях, что, напр., при­во­дит к воз­ник­но­ве­нию в них ги­гант­ской маг­ни­то­ст­рик­ции. Раз­ра­бо­та­ны экс­пе­рим. ме­то­ды, по­зво­ляю­щие не­по­сред­ст­вен­но от­сле­жи­вать из­ме­не­ния (струк­тур­ные фа­зо­вые пе­ре­хо­ды и из­ме­не­ние меж­атом­ных рас­стоя­ний), воз­ни­каю­щие в кри­стал­лич. ре­шёт­ке при при­ло­же­нии маг­нит­но­го по­ля.

Свя­зан­ная с М. в. маг­ни­то­уп­ру­гая энер­гия (энер­гия М. в.) оп­ре­де­ля­ет­ся из­ме­не­ни­ем пол­ной энер­гии (маг­ни­то­ди­поль­ной, об­мен­ной, энер­гии маг­нит­ной ани­зо­тро­пии) об­раз­ца в ре­зуль­та­те из­ме­не­ния его раз­ме­ров при на­маг­ни­чи­ва­нии. Маг­ни­то­уп­ру­гая энер­гия име­ет ани­зо­троп­ную и изо­троп­ную со­став­ляю­щие. Пер­вая, свя­зан­ная с энер­ги­ей маг­нит­ной ани­зо­тро­пии, при­во­дит к ли­ней­ной маг­ни­то­ст­рик­ции и со­от­вет­ст­вую­ще­му из­ме­не­нию сим­мет­рии кри­стал­ла в со­от­вет­ст­вии с из­ме­не­ни­ем маг­нит­ной сим­мет­рии. Изо­троп­ная со­став­ляю­щая име­ет об­мен­ное про­ис­хо­ж­де­ние и яв­ля­ет­ся при­чи­ной объ­ём­ной маг­ни­то­ст­рик­ции, но не ме­ня­ет сим­мет­рию кри­стал­ла. Ди­на­мич. про­цес­сы в маг­ни­то­упо­ря­до­чен­ных сре­дах мо­гут быть опи­са­ны как ре­зуль­тат взаи­мо­дей­ст­вия спи­но­вых волн (маг­но­нов) и уп­ру­гих волн (фо­но­нов), вы­зы­ваю­ще­го маг­ни­то­уп­ру­гую вол­ну (см. в ст. Маг­ни­тоа­ку­сти­че­ские эф­фек­ты).

М. в. ис­поль­зу­ют в тех­ни­ке (в ча­ст­но­сти, на нём ос­но­ва­ны маг­ни­то­ст­рик­ци­он­ные пре­об­ра­зо­ва­те­ли), в функ­цио­наль­ной элек­тро­ни­ке (управ­ляе­мые маг­нит­ным по­лем ли­нии за­держ­ки, пе­ре­страи­вае­мые ре­зо­на­то­ры и фильт­ры, фа­зо­вые мо­ду­ля­то­ры, ана­ли­за­то­ры спек­тра и др.) и СВЧ-элек­тро­ни­ке (ис­поль­зу­ют М. в. по­верх­но­ст­ных аку­стич. волн с маг­ни­то­ста­ти­че­ски­ми вол­на­ми в маг­нит­ных плён­ках Y3Fe5O12, TbxFe1–x и др.).

Лит.: Бе­лов К. П. и др. Ги­гант­ская маг­ни­то­ст­рик­ция // Ус­пе­хи фи­зи­че­ских на­ук. 1983. Т. 140. № 6; Tishin A. M., Spichkin Y. I., Bohr J. Static and dynamic stresses // Hand­book on the physics and chemistry of rare earths / Ed. by K. A. Gschneidner, J. Eyring, L. Eyring. Amst.; N. Y., 1999. Vol. 26; Kuz’min M. D., Tishin A. M. Theory of crystal- field effects in 3d-4f intermetallic compounds // Handbook of magnetic materials / Ed. by K. H. J. Buschow. Amst., 2007. Vol. 17.

Вернуться к началу