Остаточная намагниченность

Оста́точная намагни́ченность, намагниченность ${\displaystyle M_{r}}$, сохраняющаяся в магнетике после намагничивания его до насыщения и последующего снижения напряжённости внешнего магнитного поля до нуля. Остаточная намагниченность – одна из основных характеристик магнитного гистерезиса, обусловлена задержкой в изменении намагниченности при уменьшении поля после предыдущего намагничивания образца, вследствие влияния магнитной анизотропии и структурных неоднородностей образца, т. е. является структурно чувствительной характеристикой.

При переходе из состояния максимальной намагниченности в состояние остаточной намагниченности в поликристаллическом ферромагнетике вектора магнитных моментов поворачиваются от направления поля к направлению ближайшей оси лёгкого намагничивания. Этот поворот, в свою очередь, изменяет соотношение внутренних магнитных полей и приводит к смещению доменных стенок, дополнительно снижая намагниченность образца.

При увеличении намагничивающего поля остаточная намагниченность возрастает до максимального значения ${\displaystyle M_{r\,max}}$ при магнитном насыщении образца. При исследовании процессов перемагничивания также используется остаточная намагниченность ${\displaystyle M_{d}}$, сохраняющаяся в образце после снятия размагничивающего поля.

Соотношение остаточных намагниченностей при намагничивании ${\displaystyle M_{r}({\text{𝐻}})}$ и перемагничивании ${\displaystyle M_{d}({\text{𝐻}})}$ позволяет провести анализ взаимодействий в исследуемом магнетике. Для анализа магнитостатического взаимодействия между однодоменными частицами О. Хенкель предложил использовать интегральные графики зависимостей соотношений ${\displaystyle M_{r}}$ и ${\displaystyle M_{d}}$ от напряжённости магнитного поля ${\displaystyle H}$. Схема измерения графика Хенкеля представлена на рис. 1. Зависимости ${\displaystyle M_{r}({\text{𝐻}})}$ и ${\displaystyle M_{d}({\text{𝐻}})}$ измеряются аналогичным образом, но отправной точкой для измерений служат различные начальные состояния образца. Для измерений ${\displaystyle M_{r}({\text{𝐻}})}$ к образцу, который находится в терморазмагниченном состоянии (точка А на рис. 1), прикладываются последовательно увеличивающиеся магнитные поля ${\displaystyle H_{1}}$, ${\displaystyle H_{2}}$, и т. д. Каждый раз при достижении определённого значения ${\displaystyle H_{i}}$ напряжённость магнитного поля снижается до нуля и регистрируется соответствующее значение остаточной намагниченности ${\displaystyle M_{r{\text{𝑖}}}({\text{𝐻}}_{\text{𝑖}})}$, после чего магнитное поле увеличивается до следующего значения ${\displaystyle H_{i+1}}$ и описанная процедура повторяется. Данные измерения выполняются до тех пор, пока образец не достигает состояния технического насыщения (точка В на рис. 1). Для измерений ${\displaystyle M_{d}(H)}$ начальным состоянием является намагниченное до технического насыщения состояние, и к образцу прикладывается обратное по отношению к начальному направлению внешнее магнитное поле. На рис. 2 представлены графики Хенкеля для ансамбля невзаимодействующих однодоменных частиц (прямая WS) и для образца ${\displaystyle {\text{SmCo}}_{5}}$ после различных способов размагничивания, которые демонстрируют зависимость от способа размагничивания материала. Отклонение графиков от прямой линии (WS) указывает на наличие магнитостатического взаимодействия.

Остаточная намагниченность существенно уменьшится, если магнитный поток при измерении будет разомкнут. В этом случае на образец действует внутреннее размагничивающее поле, которое создаётся магнитными зарядами, образующимися на торцах образца, и которое направлено противоположно вектору намагниченности.

Остаточная намагниченность уменьшается при колебаниях температуры, механических сотрясениях и вибрациях. Наиболее устойчива остаточная намагниченность в магнитотвёрдых материалах, благодаря чему они находят широкое практическое применение, например, в постоянных магнитах.