ЭКОТОК Альтернативная энергетика ветряки солнечные батареи тепловые насосы электромобили биотопливо энергосбережение  спецтехника автомобили строительство выставки eco technology
 
 

Магнитные материалы и современная металлобработка

Магнитные материалы



Все теории о доменной структуре ферромагнетиков будет казаться читателю формальной гипотезой, пока мы не поясним:



1. Почему образуются домены? То есть почему атомы ферромагнетиков сами собой собираются в большие группы, в которых магнитные моменты всех атомов направлены в одну и ту же сторону?

2. Почему в строгий магнитный порядок выстраиваются лишь отдельные участки ферромагнитного материала, а весь брусок из него сам собой постоянным магнитом не становится?

3. Почему магнитный момент домена, состоящего, скажем, из десяти миллионов атомов, повернуть несравненно легче, чем магнитные моменты такого же количества атомов парамагнетиков?

Постараемся рассказать читателям о физическом смысле явления простыми словами.

Магнитные свойства парамагнитных веществ объясняются только влиянием теплового движения составляющих их частиц.

Свойство ферромагнетика вовсе не сводится к сумме свойств его отдельных атомов. Единичный атом железа в парообразном состоянии, например, обладает как диамагнитными, так и слабыми парамагнитными свойствами. Ферромагнетизм — это свойство кристаллов железа. А мы уже знаем, что у металлов в узлах кристаллической решетки располагаются не нейтральные атомы, а скорее ионы, окруженные со всех сторон «электронным газом».

Подброшенный вверх камень, как известно, падает обратно на землю. Взлетая вверх, он приобрел некоторый запас потенциальной энергии и теперь стремится занять в поле тяготения Земли положение с минимальным ее запасом. Мы уже знаем, что в кристалле атомы выстраиваются тоже только потому, что стремятся занять положение с наименьшей потенциальной энергией. Так вот, в результате «игры» обменных сил, которые имеют электрическую природу, магнитные моменты атомов ферромагнетиков стремятся расположиться таким образом, при котором потенциальная энергия всей системы окажется минимальной. А наименьшей у них энергия связи оказывается тогда, когда их магнитные моменты выстраиваются параллельно друг другу. Так, однако, происходит лишь до тех пор, пока в магнитный порядо1 не выстроилось очень большое количество атомов (сотни миллиардов). Такие большие сообщества атомов с однонаправленными моментами тоже обладают потенциальной энергией (возникает ведь сильное внешнее магнитное поле) и поэтому являются неустойчивыми. В этом и заключается истинная причина рождения доменов в ферромагнетиках. Слабыми магнитными свойствами обладают все стали например нержавеющая сталь марки 12Х18Н10Т и многие другие, когда из такой стали готовятся выпускать какой-либо товар, то производят расчет удельного веса, чтобы было ясно сколько ее понадобится для производства.

Из теории Ландау—Лифшица следует, что размеры доменов зависят от размеров самого тела. В кристалле величиной около десятой доли микрона, например, может быть только один домен. Такой кристаллик должен стать самопроизвольно намагнитившимся до насыщения постоянным магнитом. Этот вывод теории блестяще подтвержден опытом.

При большом количестве доменов общая энергия их взаимодействия оказывается минимальной в том случае, если они замыкаются в циклические группы, у которых нет ни полюсов, ни внешнего поля, как нет их и у намагниченного кольца.

Экоток на правах рекламы

 
 
Добавление комментариев временно отключено!