IMG#0 231 (2)

200

230

9. Właściwości materiałów

231

lwi:

ibr<

ys.

00

Vt

ac

rai

natężenia magnesującego powoduje rozmagnesowanie materiału (odcinek BCh Natężeniu pola magnesującego H = 0 odpowiada indukcja szczątkowa (punkt q zwana pozostałością magnetyczną B_r. Całkowite rozmagnesowanie do stanu fl J wymaga natężenia pola magnesującego o przeciwnym znaku (punkt D), zwanej koercją H_t. Dalszy wzrost natężenia pola wzbudzającego w kierunku przeciwny! powoduje namagnesowanie materiału ponownie do stanu nasycenia, ale o przecij

nym znaku (odcinek DE). Dalsze analogiczne zmiany natężenia pola powodu] W*-^{9 R Zachowanic} **^w p°^1u magnetyczny,^    ^b)

zamknięcie cyklu (odcinek EFGB). Krzywa pełnego cyklu magnesowania stano!

“y*⁰'⁸"’    . ™⁸" ^indukcji * ^{slosunku d0} H -unikalności próżni W > 1). Paramagnctykami jen większość metali przejście-

natężenia pola magnesującego (wzbudzającego).    fl . _{ich stopów}

Pole pętli histerezy jest miarą strat energii przemagnesowywania (zamienić _{Ferromagnetyki ma]ą} samoistny, stosunkowo silny moment magnetyczny. Ma-w ciepło ulega rozproszeniu), czyli strat histerezy magnetycznej. Okresowe zmid _{ją się szczeg}ólnie łatwo, zgodnie z kierunkiem pola zewnętrznego (rys. 9.1Tb), pola wzbudzającego w materiale przemagnesowywanym przewodzącym prąd eld ^ _{czym stan namagnes0}wania utrzymuje się przez pewien czas po usunięciu pola

9.4. Właściwości magnetyczne

tryczny indukują prądy wirowe, które stanowią dodatkowe źródła strat energi O zachowaniu się materiału w polu magnetycznym, czyli o charakterze zależno ci indukcji magnetycznej od natężenia zewnętrznego pola wzbudzającego decydu indywidualne cechy materiału.

Jak wiadomo, poruszający się ładunek elektryczny wytwarza pole magnetyczn Takim elementarnym ładunkiem jest elektron poruszający się na orbicie atom

zewnętrznego. Odznaczają się względną przenikalnością magnetyczną znacznie większą od przenikalności próżni (p = 1 - 10⁶). Ferromagnetykami są Fe, Ni, Co, niektóre stopy, tlenki (tzw. ferryty) oraz węgliki tych metali.

Magnesowanie się materiałów tłumaczy teoria domen Weissa. Według niej

w ferromagnetycznym krysztale występują obszary o wymiarach 10“²    10"⁶ cm³

(o równoległych spinach), tzw. domeny, namagnesowane samoistnie do stanu

Elektrony mają spinowe (obrót dookoła własnej osi) i orbitalne (ruch dookoła jądr _nasycenia. Kierunki wektorów namagnesowania poszczególnych domen są staty-własne momenty magnetyczne. W razie parzystej liczby elektronów w atom _sty_CZnj_e nieuporządkowane (rys. 9.18a). Zewnętrzne pole powoduje magnetyzację

o parami przeciwnych spinach (elektrony sparowane) atom nie wytwarza po    w początkowym stadium, powolnego wzrostu indukcji, następuje odwra-

magnetycznego na zewnątrz, ponieważ spinowe momenty magnetyczne znoszą si _r0zrost domen o korzystnie (w stosunku do pola zewnętrznego) zorientowa-Natomiast przy nieparzystej liczbie elektronów albo parzystej, lecz przy n _nych wektorach kosztem pozostałych (rys. 9.18b). W drugim stadium, szybkiego

wypełnionym wewnętrznym podpoziomie (elektrony niesparowane), powstaje zi wzrostu indukcji, następuje dalszy, ale już nieodwracalny, rozrost domen oraz

wnętrzne pole magnetyczne atomu.

rozpoczynają się obroty domen zapewniające ustawienie wektorów ich namagneso-

Klasyfikacja materiałów z punktu widzenia właściwości magnetycznych oparu wania w przybliżeniu równolegle do kierunku zewnętrznego pola. Wreszcie trzecie

na wymienionych przesłankach przedstawia się następująco:

stadium, w którym indukcja osiąga nasycenie, połączone jest z nieodwracalnymi

Diamagnetyki są pozbawione własnego trwałego momentu magnetycznego obrotami domen — ich wektory łatwego namagnesowania ustawiają się zgodnie a uzyskują tylko słaby indukowany moment magnetyczny. Magnesują się przeciwn# z wektorem zewnętrznego pola (rys. 9.18c).

do kierunku pola zewnętrznego (są wypychane przez pola na zewnątrz w kierunk najsłabszej części pola) i ustawiają się prostopadle do kierunku pola zewnętrznegj (rys. 9.17a). Odznaczają się względną przenikalnością magnetyczną" mniejszą oj przenikalności próżni (p! = 10“⁶    10"⁵). Diamagnetykami są gazy szlachetne, B

Sb, P, Zn, Au, Ag, Cu oraz większość struktur jonowych i cząsteczkowych (większoś związków organicznych).

Paramagnetyki mają własny słaby moment magnetyczny. Magnesują się zgodnii z kierunkiem pola zewnętrznego (są wciągane przez pole do jego wnętrza w kierunk najsilniejszej części pola) i ustawiają się równolegle do kierunku pola zewnętrzne® (rys. 9.17b). Odznaczają się przenikalnością magnetyczną względną nieco większą oi

	b)			c)
\—/			\ \ /
	H		t m / / /	H

Rys. 9.18. Zachowanie się domen magnetycznych podczas namagnesowywania (schemat): a) +• c) kolej

stadia

"Względna przenikalność magnetyczna n' jest stosunkiem przenikalności magnetycznej bczwzględ nej n do przenikalności magnetycznej próżni g₀ (jrZ =

Zmniejszenie natężenia zewnętrznego pola prowadzi do powrotu wekton namagnesowania domen do pierwotnych kierunków, co wiąże się ze zmniejszeni) namagnesowania od nasycenia do pozostałości magnetycznej. Dalsze rozmagne'

I