Феромагнетизм. Ферити

Феромагнетизм спостерігається лише в кристалах перехідних
металів — залізо, нікель, кобальт. На основі даних дослідів А. Ф. Іоффе і П. Л. Капіци дійшли висновку, що феромагнетизм зумовлений спіновими магнітними моментами електронів. Виміри показали, що робота, яка витрачається на намагнічування кристалу, є неодаковою в різних напрямах. Є напрямки, уздовж яких ця робота має мінімальне значення; монокристал кобальту має одну, залізо — три, нікель-чотири осі найлегшого намагнічування.

Кристал феромагнетику має велику кількість мимовільно намагнічених до насичення областей, які називають доменами. Визначена орієнтація векторів PM (магнітний момент електронної орбіти) у межах кожного домену зумовлена особливими силами.

У доменах, які розташовані поруч, вектори магнітних моментів PM орієнтовані в різних напрямках (під різними кутами залежно від анізотропії кристала). У шарі між границями доменів орієнтація векторів pM плавно змінюється від напрямку намагніченості одного домену до напрямку намагніченості розташованого поруч домену. Сумарний магнітний момент усіх доменів за відсутності зовнішнього магнітного поля дорівнює нулю, що відповідає стійкому стану кристалу (мінімум його енергії).

Властивості феромагнетиків

Вкажемо на важливі властивості феромагнетиків.

  1. Феромагнетики, на відміну від парамагнетиків, намагнічуються до накопичення і в слабких полях.
  2. Магнітна проникність і сприйнятність залежить від напруженості H зовнішнього магнітного поля.
  3. Феромагнітні тіла зберігають стан намагнічування після видалення їх з намагніченого поля.
  4. За намагнічування та розмагнічування феромагнітні тіла змінюють свої розміри; це явище називають магнітострикцією.
    Магнітострикцію використовують для отримання й вимірювання звуку.
  5. За перемагнічування спостерігається «магнітний гістерезіс», тобто намагнічування відбувається за однією залежністю B = f (H) (криві с − а і к − в на рис. 4.28), а розмагнічування — за іншою залежністю (криві а − б − к і в − д − с ).

Замкнуту криву, яка виникає під час перемагнічування, називають петлею гістерезіса (рис. 4.28). Вона є основною характеристикою феромагнетика.

Феромагнетизм. Ферити

Залежно від величини коерцитивної сили феромагнетики поділяють на м’які й жорсткі. М’які феромагнетики мають вузьку петлю гестерезіса та невеликі значення коерцитивної сили. Для жорстких феромагнетиків характерна широка петля гістерезіса й відповідно великі значення коерцитивної сили. За перемагнічування феромагнітні сердечники нагріваються, при цьому витрачається певна енергія.

За своїми магнітними властивостями ферити належать до антиферомагнетиків. Антиферомагнетизм, так само як і феромагнетизм, є проявом електронного спінового магнетизму атомів.

Хімічні з’єднання окису заліза Fe2O3 з окисами інших матеріалів, що мають як феромагнітними, так і напівпровідникові властивості, називаються феритами.

Першими дослідженими феромагнетиками були ферити. Їх широко застосовують у ланцюгах змінного струму високої частоти.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *