Strona6

6

1. 2.3.1. Procesy magnesowania

Materiał magnetyczny dąży, podobnie jak każdy system fizyczny, do osiągnięcia stanu najmniejszej energii. Dipole magnetyczne w materiale w nieobecności zewnętrznego pola magnetycznego powinny przyjąć taką orientację, aby sumaryczna energia magnetyczna w systemie, występująca w różnych formach, była najmniejsza Tworzą się więc w materiale obszary zwane domenami lub obszarami Weissa, w których spiny atomów pod działaniem sił wymiany porządkują się równolegle, a ich momenty magnetyczne ustawiają się zgodnie z osiami łatwego magnesowania kryształu.

Każda z domen magnetycznych charakteryzuje się namagnesowaniem nasycenia, tj. w objętości każdej domeny wszystkie momenty magnetyczne atomów skierowane są w tę samą stronę. W stanie bezpolowym kryształ jest rozmagnesowany. Stan rozmagnesowania ferromagnetyka odpowiada takiemu układowi domen, przy którym wypadkowe namagnesowanie w dowolnym kierunku jest równe zeru. Przyłożone zewnętrzne pole magnetyczne powoduje powstanie niezerowego wypadkowego namagnesowania, które rośnie w miarę zwiększania pola magnetycznego aż osiąga nasycenie, równe namagnesowaniu jednorodnego, bezdomenowego kryształu. Mechanizm procesu magnesowania materiału ferromagnetycznego wyjaśniono na rys. 4.

Rys. 4. Etapy procesu magnesowania domen magnetycznych

Poszczególne punkty na krzywej magnesowania należy powiązać ze zmieniającym się kształtem domen magnetycznych. W punkcie a H = O i materiał nie wykazuje namagnesowania. Przy wzroście H ścianki między domenami ulegają coraz większym przesunięciom, powiększając objętość tej domeny, której wektor namagnesowania ma kierunek najbardziej zbliżony do kierunku wektora H (punkty b i c). W punkcie d znikają całkowicie domeny o nieuprzywilejowanych kierunkach namagnesowania. Przy dalszym wzroście pola H następuje stopniowy obrót wektora namagnesowania M do kierunku zgodnego z kierunkiem wektora H. W punkcie e namagnesowanie ferromagnetyka osiąga wartość nasycenia. Dalsze zwiększanie zewnętrznego pola magnetycznego H nie zwiększa wartości namagnesowania.