НАМАГНИ́ЧИВАНИЕ

Рис. 1. Кривая намагничивания M(H) и схематическое изображение процессов намагничивания в ферромагнетике.

Рис. 2. Расположение намагниченностей ферримагнетика в различных интервалах напряжённости магнитного поля.

НАМАГНИ́ЧИВАНИЕ, про­цесс уве­ли­че­ния на­маг­ни­чен­но­сти $M$ (или маг­нит­ной ин­дук­ции $B$) маг­нит­но­го ма­те­риа­ла, на­хо­дя­ще­го­ся во внеш­нем маг­нит­ном по­ле, при уве­ли­че­нии на­пря­жён­но­сти по­ля $H$. В фер­ро- или фер­ри­маг­не­ти­ках раз­ли­ча­ют 3 ме­ха­низ­ма H.: сме­ще­ние гра­ниц ме­ж­ду маг­нит­ны­ми до­ме­на­ми, вра­ще­ние век­то­ра спон­тан­ной на­маг­ни­чен­но­сти $\boldsymbol M_{\text s}$ и па­ра­про­цесс (рис. 1).

В раз­маг­ни­чен­ном со­стоя­нии ($H=0$) фер­ро­маг­не­тик со­сто­ит из боль­шо­го чис­ла до­ме­нов, на­маг­ни­чен­ных до на­сы­ще­ния вдоль од­ной из осей лёг­ко­го на­магни­чи­ва­ния, но при этом их век­то­ры на­маг­ни­чен­но­сти на­прав­ле­ны так, что сум­мар­ный маг­нит­ный мо­мент об­раз­ца ра­вен ну­лю. При на­ло­же­нии внеш­не­го маг­нит­но­го по­ля про­ис­хо­дит рост энер­ге­ти­че­ски бо­лее вы­год­ных до­ме­нов, в ко­то­рых $\boldsymbol M_{\text s}$ со­став­ля­ет наи­мень­шие уг­лы с на­прав­ле­ни­ем $\boldsymbol H$, за счёт энер­ге­ти­че­ски ме­нее вы­год­ных. Этот рост осу­ще­ст­вля­ет­ся в ре­зуль­та­те сме­ще­ния до­мен­ных гра­ниц (до­мен­ных сте­нок). Су­ще­ст­вен­ное влия­ние на сме­ще­ние до­мен­ных гра­ниц ока­зы­ва­ет на­ли­чие внутр. не­од­но­род­но­стей струк­ту­ры (при­мес­ных ато­мов, дис­ло­ка­ций, мик­ро­тре­щин и т. п.). По­сле за­вер­ше­ния про­цес­сов сме­ще­ния в кри­стал­ле ос­та­ёт­ся все­го лишь один до­мен, на­маг­ни­чен­ность ко­то­ро­го ори­ен­ти­ро­ва­на вдоль бли­жай­шей к на­прав­ле­нию по­ля оси лёг­ко­го на­маг­ни­чи­ва­ния.

Даль­ней­шее уве­ли­че­ние на­маг­ни­чен­но­сти про­ис­хо­дит за счёт вра­ще­ния век­то­ров $\boldsymbol M_{\text s}$ к на­прав­ле­нию на­пря­жён­но­сти маг­нит­но­го по­ля $\boldsymbol H$. При­чи­на воз­мож­но­го ус­ко­ре­ния или за­держ­ки про­цес­са вра­ще­ния – маг­нит­ная ани­зо­тро­пия. Ко­неч­ным эта­пом про­цес­са вра­ще­ния яв­ля­ет­ся тех­нич. маг­нит­ное на­сы­ще­ние об­раз­ца, при ко­то­ром на­маг­ни­чен­ность рав­на $\boldsymbol M_{\text s}$ при дан­ной темп-ре.

В об­лас­ти маг­нит­ных по­лей вы­ше по­ля тех­нич. на­сы­ще­ния $H_{\text s}$ про­ис­хо­дит при­рост на­маг­ни­чен­но­сти за счёт па­ра­про­цес­са – уве­ли­че­ния на­маг­ни­чен­но­сти на­сы­ще­ния вслед­ст­вие ори­ен­та­ции эле­мен­тар­ных маг­нит­ных мо­мен­тов ве­ще­ст­ва, дез­ори­ен­ти­ро­ван­ных те­п­ло­вым дви­же­ни­ем. В боль­шин­ст­ве ма­те­риа­лов па­ра­про­цесс да­ёт ма­лый при­рост на­маг­ни­чен­но­сти, по­это­му Н. фер­ро­маг­не­ти­ков оп­ре­де­ля­ет­ся в осн. ме­ха­низ­ма­ми сме­ще­ния и вра­ще­ния.

В фер­ри­маг­не­ти­ках мо­жет су­ще­ст­во­вать ещё один ме­ха­низм, ко­то­рый за­клю­ча­ет­ся в ин­ду­ци­ро­ва­нии маг­нит­ным по­лем не­кол­ли­не­ар­но­го рас­по­ло­же­ния на­маг­ни­чен­но­стей под­ре­шё­ток $(\boldsymbol M_{\text s})_A$ и $(\boldsymbol M_{\text s})_B$. Это при­во­дит к то­му, что по срав­не­нию с на­маг­ни­чен­но­стью $\boldsymbol M_{\text s}$ при $\boldsymbol H=\boldsymbol H_{\text s}$ (рис. 2, а) на­маг­ни­чен­ность $\boldsymbol M$ в на­прав­ле­нии маг­нит­но­го по­ля уве­ли­чи­ва­ет­ся (рис. 2, б). Этот ме­ха­низм Н. на­чи­на­ет дей­ст­во­вать при дос­ти­же­нии кри­тич. по­ля $H_{\text{кр}1}$ и за­кан­чи­ва­ет­ся в боль­шем по ве­ли­чи­не кри­тич. по­ле $H_{\text{кр}2}$, в ко­то­ром $(\boldsymbol M_{\text s})_A$ и $(\boldsymbol M_{\text s})_B$ па­рал­лель­ны (рис. 2, в). Кри­тич. по­ля дос­ти­жи­мы толь­ко в фер­ри­маг­не­ти­ках с ос­лаб­лен­ны­ми меж­под­ре­шё­точ­ны­ми об­мен­ны­ми взаи­мо­дей­ст­вия­ми.

За­ви­си­мость M(H) или B(H), пред­став­лен­ная в ви­де фор­мул, гра­фи­ков или таб­лиц, на­зы­ва­ет­ся кри­вой на­маг­ни­чи­ва­ния. Вид этой за­ви­си­мо­сти оп­ре­де­ля­ет­ся маг­нит­ны­ми свой­ст­ва­ми ма­те­риа­ла, ус­ло­вия­ми из­ме­ре­ний (дав­ле­ние, темп-pa, ха­рак­тер из­ме­не­ния маг­нит­но­го по­ля), фор­мой об­раз­ца и его маг­нит­ной пре­дыс­то­ри­ей.