НАМАГНИЧИВАНИЕ

Словарь / Н

НАМАГНИЧИВАНИЕ — процесс создания намагниченности в материалах (г. п., м-лах). У диамагнитных материалов результирующий магнитный момент в отдельных атомах (молекулах) равен нулю и намагниченность возникает за счет ларморовской прецессии электронных орбит в магнитном поле. У парамагнитных материалов большое число атомов (молекул) обладает магнитным моментом, но в отсутствии внешнего магнитного поля суммарный магнитный момент равен нулю вследствие случайности в распределении магнитных моментов отдельных атомов (молекул). Внешнее магнитное поле упорядочивает ориентацию отдельных магнитных моментов, а тепловое движение противодействует полной ориентировке всех молекулярных токов, так что насыщение при Н. достигается в сильных полях. В ферромагнитных материалах взаимодействие между атомами настолько сильное, что магнитные моменты атомов, обусловленные гл. обр. спиновыми моментами электронов, в отдельных областях — доменах (размером около 10^-6 — 10^-9 см³) направлены параллельно друг другу даже в отсутствии внешнего магнитного поля (спонтанная намагниченность). Отсутствие намагниченности в образце объясняется компенсацией случайно распределенных магнитных моментов отдельных доменов. Намагниченность ферромагнетиков под действием внешнего магнитного поля обусловливается:
1) процессом смещения в образце границ доменов, при котором домены с магнитным моментом, близким к направлению намагничивающего поля, растут в размерах за счет окружающих доменов с др. направлением магнитного момента;
2) процессом поворота направления магнитного момента доменов до направления намагничивающего поля. При последовательном увеличении намагничивающего поля в ферромагнетике возникает насыщение и намагниченность перестает возрастать.

Реальные ферромагнетики являются к-лами и обладают свойством магнитной анизотропии, т. е. осями легкого и трудного Н. Вдоль оси легкого Н. насыщение достигается в меньших магнитных полях. При уменьшении намагничивающего поля Н намагниченность убывает медленнее, чем возрастала, и при Н = 0 сохраняет определенную величину, называемую остаточной намагниченностью. Для того чтобы размагнитить ферромагнетик, необходимо приложить обратно направленное магнитное поле. Величина этого поля, при которой J = 0, называется коэрцитивной силой. Ферромагнитные свойства любого вещества исчезают при определенной температуре (точка Кюри) и ферромагнетик превращается в парамагнетик. Если нагревание ферромагнетика происходит в слабом магнитном поле, то при подходе к точке Кюри магнитная восприимчивость резко возрастает. В связи с этим при охлаждении ферромагнетика в слабом магнитном поле возникает термоостаточная намагниченность. Н. ферромагнетиков сопровождается обычно механическими деформациями (явление магнитострикции). Спонтанно-упорядоченную структуру имеют также антиферромагнетнки, у которых при температурах ниже критической спин каждого атома в кристаллической решетке окружен со всех сторон антипараллельными спинами соседних атомов, и в образце существуют упорядоченные области антипараллельных спинов подобно областям спонтанной намагниченности ферромагнетиков. В этом состоянии антиферромагнетики обладают нелинейной зависимостью намагниченности от намагничивающего поля и др. аномальностями, напоминающими ферромагнетики. При температуре выше критической упорядоченное расположение спинов исчезает и антиферромагнетик становится парамагнетиком. Класс ферритов по своей структуре относится к антиферромагнетикам с той разницей, что в отдельных доменах спины одного направления по величине превосходят спины др., что создает в доменах результирующий магнитный момент и приближает ферриты по их свойствам к ферромагнетикам.
Ю. П. Тафеев.