НАМАГНИЧИВАНИЕ

НАМАГНИЧИВАНИЕ процессы, протекающие
в ферромагнетике при действии на него внешним магнитным полем и приводящие
к возрастанию намагниченности ферромагнетика в направлении поля.

В состоянии полного размагничивания
ферромагнитный образец состоит из небольших областей (доменов, объёмом
10⁹-10⁶см³,
иногда до 10³см³),
каждая
из к-рых намагничена до насыщения J, но при этом векторы
самопроизвольной намагниченности доменов Jрасполагаются
так, что суммарный магнитный момент образца J = 0.

H. состоит в переориентации векторов
намагниченности доменов в направлении приложенного поля; включает процессы
смещения, вращения и парапроцесс.

Процесс смещения в многодоменном ферромагнетике
заключается в перемещении границ между доменами; объём доменов, векторы
J

к-рых составляют наименьший угол с
направлением напряжённости магнитного поля H, при этом увеличивается
за счёт соседних доменов с энергетически менее выгодной ориентацией Jотносительно
поля. При своём смещении границы доменов могут менять форму, размеры и
собственную энергию. Эти факторы в одних случаях способствуют, в других
препятствуют процессу смещения. Обычно задержка смещения (и H.) происходит
при встрече границы с к.-л. неоднородностями структуры ферромагнетика (атомами
примесей, дислокациями, микротрещинами и др.). Для возобновления смещения
необходимо вновь изменять H (либо темп-ру или давление).

Процесс вращения состоит в повороте,
векторов
J в направлении поля H. Причиной возможной
задержки или ускорения процесса вращения является магнитная анизотропия
ферромагнетика
(первоначально векторы Jдоменов направлены вдоль осей
лёгкого намагничивания, в общем случае не совпадающих с направлением H).
При полном совпадении Jс направлением
H достигается
т. н. технич. магнитное насыщение, равное величине
Jферромагнетика
при данной темп-ре.

Парапроцесс заключается в выстраивании
вдоль поля элементарных магнитных моментов, к-рые из-за дезориентирующего
действия теплового движения были отклонены от направления Jв
доменах. При этом величина намагниченности J ферромагнетика стремится
к её значению при абс. нуле. Парапроцесс в большинстве случаев даёт очень
малый прирост намагниченности, поэтому H. ферромагнетиков определяется
в основном процессами смещения и вращения.

Если H. ферромагнетика осуществлять
при монотонном и медленном возрастании поля из состояния полного размагничивания
(J = H = О), то полученную зависимость J (H) наз. кривой
первого (первоначального) H. (см. Haмагничивания кривые). Эту кривую
обычно подразделяют на 5 участков (рис. 1).

Рис. 1. а - кривая первого намагничивания:
/ - область обратимого намагничивания, // - область Рэлея, /// - область
наибольших проницаемостей, IV - область приближения к насыщению,
V - область парапроцесса; б - схематическое изображение процессов
намагничивания в многодоменном ферромагнетике.

Участок I - область начального, или
обратимого, намагничивания, где J =В этой области протекают гл. обр. процессы упругого смещения границ доменов
(при постоянной начальной магнитной восприимчивости

Рис. 2. Безгис-терезисная кривая намагничивания
: теоретическая (/ ) и экспериментальная (2). Для сравнения приведена кривая
первого намагничивания (3). Наклон экспериментальной безгистерезис-ной
кривой обусловлен неоднородностями материала (пустотами, трещинами и т.
п.), на которых образуются внутренние размагничивающие поля.

Рис. 3. Кривые намагничивания ферромагнитных
образцов различной длины и формы: / - тороид; 2- длинный тонкий образец;
3
-
короткий толстый образец; Нразм - внутреннее размагничивающее поле, зависящее
от формы образца.

Область Рэлея (II) характеризуется
квадратичной зависимостью J от H (в этой области
линейно возрастает с H). В области Рэлея H. осуществляется благодаря процессам
смещения: обратимым, линейно зависящим от H, и необрат и-м ы м,
квадратично зависящим от H (см. Рэлея закон намагничивания).
Область
наибольших проницаемостей (III) характеризуется быстрым ростом
J, связанным
с необратимым смещением междоменных границ. H. на этом участке происходит
скачками (см. Баркгаузена эффект). В области приближения к насыщению
(IV) осн. роль играют процессы вращения. Участок V - область парапроцесса.
Если после достижения состояния магнитного насыщения
J(в
поле HJ,
но по кривой, лежащей выше кривой первого намагничивания (явление магнитного
гистерезиса).
Гистерезисные
явления сказываются и при H.- они затрудняют рост J с увеличением
поля, при их устранении значение J уже в слабых полях приближается
к Jотличаясь от неё на величину, обусловленную процессами
вращения (рис. 2). Вклад процессов смещения и вращения в результирующую
намагниченность ферромагнитного образца на различных участках кривой намагничивания
зависит от его магнитной текстуры, наличия дефектов кристаллической решётки,
формы образца и других факторов. Существенное влияние формы образца на
ход кривой H. (рис. 3) обусловлено действием размагничивающего фактора.

Лит.: Вонсовский С. В., Магнетизм,
M., 1971; Кире не кий Л. В., Магнетизм, 2 изд., M., 1967; К и ф е р И.
И. и Пантюшин В. С., Испытания ферромагнитных материалов, M.- Л., 1955.