Магнитный гистерезис — это… Что такое Магнитный гистерезис?

Петля гистерезиса. Подобная зависимость величин характерна для всех видов гистерезиса

Гистере́зис (греч. ὑστέρησις — «отстающий») — свойство систем (обычно физических), которые не сразу следуют приложенным силам. Реакция этих систем зависит от сил, действовавших ранее, то есть системы зависят от собственной истории.

В физике

Наибольший интерес представляют магнитный гистерезис, сегнетоэлектрический гистерезис и упругий гистерезис.

Магнитный гистерезис

Магнитный гистерезис — явление зависимости вектора намагничивания и вектора напряженности магнитного поля в веществе не только от приложенного внешнего поля, но и от предыстории данного образца. Магнитный гистерезис обычно проявляется в ферромагнетиках — Fe, Co, Ni и сплавах на их основе. Именно магнитным гистерезисом объясняется существование постоянных магнитов.

Явление магнитного гистерезиса наблюдается не только при изменении поля H по величине и знаку, но также и при его вращении (гистерезис магнитного вращения), что соответствует отставанию (задержке) в изменении направления

M с изменением направления H. Гистерезис магнитного вращения возникает также при вращении образца относительно фиксированного направления H.

Теория явления гистерезиса учитывает конкретную магнитную доменную структуру образца и её изменения в ходе намагничивания и перемагничивания. Эти изменения обусловлены смещением доменных границ и ростом одних доменов за счёт других, а также вращением вектора намагниченности в доменах под действием внешнего магнитного поля. Всё, что задерживает эти процессы и способствует попаданию магнетиков в метастабильные состояния, может служить причиной магнитного гистерезиса.

В однодоменных ферромагнитных частицах (в частицах малых размеров, в которых образование доменов энергетически невыгодно) могут идти только процессы вращения M. Этим процессам препятствует магнитная анизотропия различного происхождения (анизотропия самого кристалла, анизотропия формы частиц и анизотропия упругих напряжений). Благодаря анизотропии, M как бы удерживается некоторым внутренним полем H_A (эффективным полем магнитной анизотропии) вдоль одной из осей лёгкого намагничивания, соответствующей минимуму энергии.

Магнитный гистерезис возникает из-за того, что два направления M (по и против) этой оси в магнитоодноосном образце или несколько эквивалентных (по энергии) направлений М в магнитомногоосном образце соответствуют состояниям, отделённым друг от друга потенциальным барьером (пропорциональным H_A). При перемагничивании однодоменных частиц вектор M рядом последовательных необратимых скачков поворачивается в направлении H, Такие повороты могут происходить как однородно, так и неоднородно по объёму. При однородном вращении M коэрцитивная сила . Более универсальным является механизм неоднородного вращения M. Однако наибольшее влияние на H_c он оказывает в случае, когда основную роль играет анизотропия формы частиц. При этом H_c может быть существенно меньше эффективного поля анизотропии формы.

В электронике и электротехнике используются устройства, обладающие магнитным — различные магнитные носители информации, или электрическим гистерезисом, например, триггер Шмитта или гистерезисный двигатель.

Сегнетоэлектрический гистерезис

Сегнетоэлектрический гистерезис — неоднозначная петлеобразная зависимость поляризации P

сегнетоэлектриков от внешнего электрического поля E при его циклическом изменении. Сегнетоэлектрические кристаллы обладают в определенном температурном интервале спонтанной (самопроизвольной, то есть возникающей в отсутствие внешнего электрического поля) электрической поляризацией P_c. Направление поляризации может быть изменено электрическим полем. При этом зависимость P(E) в полярной фазе неоднозначна, значение P при данном E зависит от предистории, то есть от того, каким было электрическое поле в предшествующие моменты времени. Основные параметры сегнетоэлектрического гистерезиса:

• остаточная поляризация кристалла P_ост, при E = 0
• значение поля E_Kt(коэрцитивное поле) при котором происходит переполяризация

Упругий гистерезис

В теории упругости явление гистерезиса наблюдается в поведении упругих материалов, которые под воздействием больших давлений способны сохранять деформацию и утрачивать её при воздействии обратного давления (например, вытягивание сжатого стержня). Во многом именно это явление объясняет анизотропию механических характеристик кованых изделий, а также их высокие механические качества.

Различают два вида упругого гистерезиса — динамический и статический.

Динамический гистерезис наблюдают при циклически изменяющихся напряжениях, максимальная амплитуда которых существенно ниже предела упругости. Причиной этого вида гистерезиса является неупругость либо вязкоупругость. При неупругости, помимо чисто упругой деформации (отвечающей закону Гука), имеется составляющая, которая полностью исчезает при снятии напряжений, но с некоторым запаздыванием, а при вязкоупругости эта составляющая полностью со временем не исчезает. Как при неупругом, так и вязкоупругом поведении величина Δ

U — энергия упругой деформации не зависит от амплитуды деформации и меняется с частотой изменения нагрузки. Также динамический гистерезис возникает в результате термоупругости, магнитоупругих явлений и изменения положения точечных дефектов и растворённых атомов в кристаллической решётке тела под влиянием приложенных напряжений.

В биологии

Гистерезисные свойства характерны для скелетных мышц млекопитающих.

В почвоведении

Основная гидрофизическая характеристика почвы обладает гистерезисом.

В гидрологии

Зависимость Q=f(H) — связь расходов и уровней воды в реках — имеет петлеобразную форму.

В экономике

Некоторые экономические системы проявляют признаки гистерезиса: например, могут потребоваться значительные усилия, чтобы начать экспорт в какой-либо отрасли, но для его поддержания на постоянном уровне — небольшие.

В теории игр эффект гистерезиса проявляется в том, что небольшие отличия по одному или нескольким параметрам приводят две системы в противоположные стабильные равновесия, например, «хорошее» — доверие, честность и высокое благосостояние; и «плохое» — воровство, недоверие, коррупция и бедность. Несмотря на небольшие первоначальные различия, системы требуют огромных усилий для перехода из одного равновесия в другое.

Эффект гистерезиса — состояние безработицы; достигнув достаточно высокого уровня, она может в определенной мере самовоспроизводиться и удерживаться на нем. Экономические причины гистерезиса (долгосрочной негибкости рынка труда) неоднозначны. Некоторые институциональные факторы ведут к гистерезису. Например, социальное страхование, особенно страхование по безработице, может через налоговую систему снижать спрос фирм на рабочую силу в официальной экономике. Безработица может вести к потере человеческого капитала и к «помечиванию» тех, кто долгое время остается безработным. Профсоюзы могут вести переговоры с целью поддерживать благосостояние их настоящих членов, игнорируя интересы аутсайдеров, оказавшихся безработными. Фиксированные издержки, связанные со сменой должности, места работы или отрасли, также могут приводит к гистерезису. Наконец, возможны трудности при различении реальных и кажущихся явлений гистерезиса, когда конечное состояние системы определяется, ее текущей динамикой или ее начальным состоянием. В первом случае гистерезис отражает наше незнание: добавив недостающие переменные и информацию, можно более полно описать эволюцию изучаемой системы.

Др. интерпретация явления гистерезиса — простое существование нескольких состояний равновесия, когда невидимые воздействия перемещают экономику из одного состояния равновесия в др.

Математические модели гистерезиса

Появление математических моделей гистерезисных явлений обуславливалось достаточно богатым набором прикладных задач (прежде всего в теории автоматического регулирования), в которых носители гистерезиса нельзя рассматривать изолированно, поскольку они являлись частью некоторой системы. Создание математической теории гистерезиса относится к 60-м годам XX-го века, когда в Воронежском университете начал работать семинар под руководством М. А. Красносельского, «гистерезисной» тематики. Позднее, в 1983 году появилась монография

[1], в которой различные гистерезисные явления получили формальное описание в рамках теории систем: гистерезисные преобразователи трактовались как операторы, зависящие от своего начального состояния как от параметра, определенные на достаточно богатом функциональном пространстве(напр. пространстве непрерывных функций), действующие в некоторое функциональное пространство.

Свойства

Простое параметрическое описание различных петель гистерезиса можно найти в работе^[2]. Замена гармонических функций на прямоугольные, треугольные или трапецеидальные импульсы позволяет получить кусочно-линейные петли гистерезиса, часто встречающиеся в дискретной автоматике.

Литература

1. ↑ М.А. Красносельский,А.В.Покровский. Системы с гистерезисом М., Наука, 1983. 271 стр.
2. ↑ R. V. Lapshin, “Analytical model for the approximation of hysteresis loop and its application to the scanning tunneling microscope”, Review of Scientific Instruments, volume 66, number 9, pages 4718-4730, 1995.(англ.)

См. также

Обменное смещение — как особенность петель гистерезиса.

Wikimedia Foundation. 2010.

Магнитный гистерезис — это… Что такое Магнитный гистерезис?

Петля гистерезиса. Подобная зависимость величин характерна для всех видов гистерезиса

Гистере́зис (греч. ὑστέρησις — «отстающий») — свойство систем (обычно физических), которые не сразу следуют приложенным силам. Реакция этих систем зависит от сил, действовавших ранее, то есть системы зависят от собственной истории.

В физике

Наибольший интерес представляют магнитный гистерезис, сегнетоэлектрический гистерезис и упругий гистерезис.

Магнитный гистерезис

Магнитный гистерезис — явление зависимости вектора намагничивания и вектора напряженности магнитного поля в веществе не только от приложенного внешнего поля, но и от предыстории данного образца. Магнитный гистерезис обычно проявляется в ферромагнетиках — Fe, Co, Ni и сплавах на их основе. Именно магнитным гистерезисом объясняется существование постоянных магнитов.

Явление магнитного гистерезиса наблюдается не только при изменении поля H по величине и знаку, но также и при его вращении (гистерезис магнитного вращения), что соответствует отставанию (задержке) в изменении направления M с изменением направления H. Гистерезис магнитного вращения возникает также при вращении образца относительно фиксированного направления H.

Теория явления гистерезиса учитывает конкретную магнитную доменную структуру образца и её изменения в ходе намагничивания и перемагничивания. Эти изменения обусловлены смещением доменных границ и ростом одних доменов за счёт других, а также вращением вектора намагниченности в доменах под действием внешнего магнитного поля. Всё, что задерживает эти процессы и способствует попаданию магнетиков в метастабильные состояния, может служить причиной магнитного гистерезиса.

В однодоменных ферромагнитных частицах (в частицах малых размеров, в которых образование доменов энергетически невыгодно) могут идти только процессы вращения M. Этим процессам препятствует магнитная анизотропия различного происхождения (анизотропия самого кристалла, анизотропия формы частиц и анизотропия упругих напряжений). Благодаря анизотропии, M как бы удерживается некоторым внутренним полем H_A (эффективным полем магнитной анизотропии) вдоль одной из осей лёгкого намагничивания, соответствующей минимуму энергии. Магнитный гистерезис возникает из-за того, что два направления M (по и против) этой оси в магнитоодноосном образце или несколько эквивалентных (по энергии) направлений М в магнитомногоосном образце соответствуют состояниям, отделённым друг от друга потенциальным барьером (пропорциональным H_A). При перемагничивании однодоменных частиц вектор M рядом последовательных необратимых скачков поворачивается в направлении H, Такие повороты могут происходить как однородно, так и неоднородно по объёму. При однородном вращении M коэрцитивная сила . Более универсальным является механизм неоднородного вращения M. Однако наибольшее влияние на H_c он оказывает в случае, когда основную роль играет анизотропия формы частиц. При этом H_c может быть существенно меньше эффективного поля анизотропии формы.

В электронике и электротехнике используются устройства, обладающие магнитным — различные магнитные носители информации, или электрическим гистерезисом, например, триггер Шмитта или гистерезисный двигатель.

Сегнетоэлектрический гистерезис

Сегнетоэлектрический гистерезис — неоднозначная петлеобразная зависимость поляризации P сегнетоэлектриков от внешнего электрического поля E при его циклическом изменении. Сегнетоэлектрические кристаллы обладают в определенном температурном интервале спонтанной (самопроизвольной, то есть возникающей в отсутствие внешнего электрического поля) электрической поляризацией P_c. Направление поляризации может быть изменено электрическим полем. При этом зависимость P(E) в полярной фазе неоднозначна, значение P при данном E зависит от предистории, то есть от того, каким было электрическое поле в предшествующие моменты времени. Основные параметры сегнетоэлектрического гистерезиса:

• остаточная поляризация кристалла P_ост, при E = 0
• значение поля E_Kt(коэрцитивное поле) при котором происходит переполяризация

Упругий гистерезис

В теории упругости явление гистерезиса наблюдается в поведении упругих материалов, которые под воздействием больших давлений способны сохранять деформацию и утрачивать её при воздействии обратного давления (например, вытягивание сжатого стержня). Во многом именно это явление объясняет анизотропию механических характеристик кованых изделий, а также их высокие механические качества.

Различают два вида упругого гистерезиса — динамический и статический.

Динамический гистерезис наблюдают при циклически изменяющихся напряжениях, максимальная амплитуда которых существенно ниже предела упругости. Причиной этого вида гистерезиса является неупругость либо вязкоупругость. При неупругости, помимо чисто упругой деформации (отвечающей закону Гука), имеется составляющая, которая полностью исчезает при снятии напряжений, но с некоторым запаздыванием, а при вязкоупругости эта составляющая полностью со временем не исчезает. Как при неупругом, так и вязкоупругом поведении величина ΔU — энергия упругой деформации не зависит от амплитуды деформации и меняется с частотой изменения нагрузки. Также динамический гистерезис возникает в результате термоупругости, магнитоупругих явлений и изменения положения точечных дефектов и растворённых атомов в кристаллической решётке тела под влиянием приложенных напряжений.

В биологии

Гистерезисные свойства характерны для скелетных мышц млекопитающих.

В почвоведении

Основная гидрофизическая характеристика почвы обладает гистерезисом.

В гидрологии

Зависимость Q=f(H) — связь расходов и уровней воды в реках — имеет петлеобразную форму.

В экономике

Некоторые экономические системы проявляют признаки гистерезиса: например, могут потребоваться значительные усилия, чтобы начать экспорт в какой-либо отрасли, но для его поддержания на постоянном уровне — небольшие.

В теории игр эффект гистерезиса проявляется в том, что небольшие отличия по одному или нескольким параметрам приводят две системы в противоположные стабильные равновесия, например, «хорошее» — доверие, честность и высокое благосостояние; и «плохое» — воровство, недоверие, коррупция и бедность. Несмотря на небольшие первоначальные различия, системы требуют огромных усилий для перехода из одного равновесия в другое.

Эффект гистерезиса — состояние безработицы; достигнув достаточно высокого уровня, она может в определенной мере самовоспроизводиться и удерживаться на нем. Экономические причины гистерезиса (долгосрочной негибкости рынка труда) неоднозначны. Некоторые институциональные факторы ведут к гистерезису. Например, социальное страхование, особенно страхование по безработице, может через налоговую систему снижать спрос фирм на рабочую силу в официальной экономике. Безработица может вести к потере человеческого капитала и к «помечиванию» тех, кто долгое время остается безработным. Профсоюзы могут вести переговоры с целью поддерживать благосостояние их настоящих членов, игнорируя интересы аутсайдеров, оказавшихся безработными. Фиксированные издержки, связанные со сменой должности, места работы или отрасли, также могут приводит к гистерезису. Наконец, возможны трудности при различении реальных и кажущихся явлений гистерезиса, когда конечное состояние системы определяется, ее текущей динамикой или ее начальным состоянием. В первом случае гистерезис отражает наше незнание: добавив недостающие переменные и информацию, можно более полно описать эволюцию изучаемой системы. Др. интерпретация явления гистерезиса — простое существование нескольких состояний равновесия, когда невидимые воздействия перемещают экономику из одного состояния равновесия в др.

Математические модели гистерезиса

Появление математических моделей гистерезисных явлений обуславливалось достаточно богатым набором прикладных задач (прежде всего в теории автоматического регулирования), в которых носители гистерезиса нельзя рассматривать изолированно, поскольку они являлись частью некоторой системы. Создание математической теории гистерезиса относится к 60-м годам XX-го века, когда в Воронежском университете начал работать семинар под руководством М. А. Красносельского, «гистерезисной» тематики. Позднее, в 1983 году появилась монография ^[1], в которой различные гистерезисные явления получили формальное описание в рамках теории систем: гистерезисные преобразователи трактовались как операторы, зависящие от своего начального состояния как от параметра, определенные на достаточно богатом функциональном пространстве(напр. пространстве непрерывных функций), действующие в некоторое функциональное пространство.

Свойства

Простое параметрическое описание различных петель гистерезиса можно найти в работе^[2]. Замена гармонических функций на прямоугольные, треугольные или трапецеидальные импульсы позволяет получить кусочно-линейные петли гистерезиса, часто встречающиеся в дискретной автоматике.

Литература

1. ↑ М.А. Красносельский,А.В.Покровский. Системы с гистерезисом М., Наука, 1983. 271 стр.
2. ↑ R. V. Lapshin, “Analytical model for the approximation of hysteresis loop and its application to the scanning tunneling microscope”, Review of Scientific Instruments, volume 66, number 9, pages 4718-4730, 1995.(англ.)

См. также

Обменное смещение — как особенность петель гистерезиса.

Wikimedia Foundation. 2010.

Магнитный гистерезис — это… Что такое Магнитный гистерезис?

Петля гистерезиса. Подобная зависимость величин характерна для всех видов гистерезиса

Гистере́зис (греч. ὑστέρησις — «отстающий») — свойство систем (обычно физических), которые не сразу следуют приложенным силам. Реакция этих систем зависит от сил, действовавших ранее, то есть системы зависят от собственной истории.

В физике

Наибольший интерес представляют магнитный гистерезис, сегнетоэлектрический гистерезис и упругий гистерезис.

Магнитный гистерезис

Магнитный гистерезис — явление зависимости вектора намагничивания и вектора напряженности магнитного поля в веществе не только от приложенного внешнего поля, но и от предыстории данного образца. Магнитный гистерезис обычно проявляется в ферромагнетиках — Fe, Co, Ni и сплавах на их основе. Именно магнитным гистерезисом объясняется существование постоянных магнитов.

Явление магнитного гистерезиса наблюдается не только при изменении поля H по величине и знаку, но также и при его вращении (гистерезис магнитного вращения), что соответствует отставанию (задержке) в изменении направления M с изменением направления H. Гистерезис магнитного вращения возникает также при вращении образца относительно фиксированного направления H.

Теория явления гистерезиса учитывает конкретную магнитную доменную структуру образца и её изменения в ходе намагничивания и перемагничивания. Эти изменения обусловлены смещением доменных границ и ростом одних доменов за счёт других, а также вращением вектора намагниченности в доменах под действием внешнего магнитного поля. Всё, что задерживает эти процессы и способствует попаданию магнетиков в метастабильные состояния, может служить причиной магнитного гистерезиса.

В однодоменных ферромагнитных частицах (в частицах малых размеров, в которых образование доменов энергетически невыгодно) могут идти только процессы вращения M. Этим процессам препятствует магнитная анизотропия различного происхождения (анизотропия самого кристалла, анизотропия формы частиц и анизотропия упругих напряжений). Благодаря анизотропии, M как бы удерживается некоторым внутренним полем H_A (эффективным полем магнитной анизотропии) вдоль одной из осей лёгкого намагничивания, соответствующей минимуму энергии. Магнитный гистерезис возникает из-за того, что два направления M (по и против) этой оси в магнитоодноосном образце или несколько эквивалентных (по энергии) направлений М в магнитомногоосном образце соответствуют состояниям, отделённым друг от друга потенциальным барьером (пропорциональным H_A). При перемагничивании однодоменных частиц вектор M рядом последовательных необратимых скачков поворачивается в направлении H, Такие повороты могут происходить как однородно, так и неоднородно по объёму. При однородном вращении M коэрцитивная сила . Более универсальным является механизм неоднородного вращения M. Однако наибольшее влияние на H_c он оказывает в случае, когда основную роль играет анизотропия формы частиц. При этом H_c может быть существенно меньше эффективного поля анизотропии формы.

В электронике и электротехнике используются устройства, обладающие магнитным — различные магнитные носители информации, или электрическим гистерезисом, например, триггер Шмитта или гистерезисный двигатель.

Сегнетоэлектрический гистерезис

Сегнетоэлектрический гистерезис — неоднозначная петлеобразная зависимость поляризации P сегнетоэлектриков от внешнего электрического поля E при его циклическом изменении. Сегнетоэлектрические кристаллы обладают в определенном температурном интервале спонтанной (самопроизвольной, то есть возникающей в отсутствие внешнего электрического поля) электрической поляризацией P_c. Направление поляризации может быть изменено электрическим полем. При этом зависимость P(E) в полярной фазе неоднозначна, значение P при данном E зависит от предистории, то есть от того, каким было электрическое поле в предшествующие моменты времени. Основные параметры сегнетоэлектрического гистерезиса:

• остаточная поляризация кристалла P_ост, при E = 0
• значение поля E_Kt(коэрцитивное поле) при котором происходит переполяризация

Упругий гистерезис

В теории упругости явление гистерезиса наблюдается в поведении упругих материалов, которые под воздействием больших давлений способны сохранять деформацию и утрачивать её при воздействии обратного давления (например, вытягивание сжатого стержня). Во многом именно это явление объясняет анизотропию механических характеристик кованых изделий, а также их высокие механические качества.

Различают два вида упругого гистерезиса — динамический и статический.

Динамический гистерезис наблюдают при циклически изменяющихся напряжениях, максимальная амплитуда которых существенно ниже предела упругости. Причиной этого вида гистерезиса является неупругость либо вязкоупругость. При неупругости, помимо чисто упругой деформации (отвечающей закону Гука), имеется составляющая, которая полностью исчезает при снятии напряжений, но с некоторым запаздыванием, а при вязкоупругости эта составляющая полностью со временем не исчезает. Как при неупругом, так и вязкоупругом поведении величина ΔU — энергия упругой деформации не зависит от амплитуды деформации и меняется с частотой изменения нагрузки. Также динамический гистерезис возникает в результате термоупругости, магнитоупругих явлений и изменения положения точечных дефектов и растворённых атомов в кристаллической решётке тела под влиянием приложенных напряжений.

В биологии

Гистерезисные свойства характерны для скелетных мышц млекопитающих.

В почвоведении

Основная гидрофизическая характеристика почвы обладает гистерезисом.

В гидрологии

Зависимость Q=f(H) — связь расходов и уровней воды в реках — имеет петлеобразную форму.

В экономике

Некоторые экономические системы проявляют признаки гистерезиса: например, могут потребоваться значительные усилия, чтобы начать экспорт в какой-либо отрасли, но для его поддержания на постоянном уровне — небольшие.

В теории игр эффект гистерезиса проявляется в том, что небольшие отличия по одному или нескольким параметрам приводят две системы в противоположные стабильные равновесия, например, «хорошее» — доверие, честность и высокое благосостояние; и «плохое» — воровство, недоверие, коррупция и бедность. Несмотря на небольшие первоначальные различия, системы требуют огромных усилий для перехода из одного равновесия в другое.

Эффект гистерезиса — состояние безработицы; достигнув достаточно высокого уровня, она может в определенной мере самовоспроизводиться и удерживаться на нем. Экономические причины гистерезиса (долгосрочной негибкости рынка труда) неоднозначны. Некоторые институциональные факторы ведут к гистерезису. Например, социальное страхование, особенно страхование по безработице, может через налоговую систему снижать спрос фирм на рабочую силу в официальной экономике. Безработица может вести к потере человеческого капитала и к «помечиванию» тех, кто долгое время остается безработным. Профсоюзы могут вести переговоры с целью поддерживать благосостояние их настоящих членов, игнорируя интересы аутсайдеров, оказавшихся безработными. Фиксированные издержки, связанные со сменой должности, места работы или отрасли, также могут приводит к гистерезису. Наконец, возможны трудности при различении реальных и кажущихся явлений гистерезиса, когда конечное состояние системы определяется, ее текущей динамикой или ее начальным состоянием. В первом случае гистерезис отражает наше незнание: добавив недостающие переменные и информацию, можно более полно описать эволюцию изучаемой системы. Др. интерпретация явления гистерезиса — простое существование нескольких состояний равновесия, когда невидимые воздействия перемещают экономику из одного состояния равновесия в др.

Математические модели гистерезиса

Появление математических моделей гистерезисных явлений обуславливалось достаточно богатым набором прикладных задач (прежде всего в теории автоматического регулирования), в которых носители гистерезиса нельзя рассматривать изолированно, поскольку они являлись частью некоторой системы. Создание математической теории гистерезиса относится к 60-м годам XX-го века, когда в Воронежском университете начал работать семинар под руководством М. А. Красносельского, «гистерезисной» тематики. Позднее, в 1983 году появилась монография ^[1], в которой различные гистерезисные явления получили формальное описание в рамках теории систем: гистерезисные преобразователи трактовались как операторы, зависящие от своего начального состояния как от параметра, определенные на достаточно богатом функциональном пространстве(напр. пространстве непрерывных функций), действующие в некоторое функциональное пространство.

Свойства

Простое параметрическое описание различных петель гистерезиса можно найти в работе^[2]. Замена гармонических функций на прямоугольные, треугольные или трапецеидальные импульсы позволяет получить кусочно-линейные петли гистерезиса, часто встречающиеся в дискретной автоматике.

Литература

1. ↑ М.А. Красносельский,А.В.Покровский. Системы с гистерезисом М., Наука, 1983. 271 стр.
2. ↑ R. V. Lapshin, “Analytical model for the approximation of hysteresis loop and its application to the scanning tunneling microscope”, Review of Scientific Instruments, volume 66, number 9, pages 4718-4730, 1995.(англ.)

См. также

Обменное смещение — как особенность петель гистерезиса.

Wikimedia Foundation. 2010.

Магнитный гистерезис, теория и примеры задач

Основные понятия магнитного гистерезиса

Если взять ферромагнетик в ненамагниченном состоянии, поместить его в магнитное поле, напряженность которого можно постепенно изменять, увеличивать величину H от нуля до некоторого значения . Зависимость (рис.1 (б)) будет отображать отрезок ОА. Потом будем постепенно уменьшать напряженность внешнего магнитного поля. При этом кривая намагничивания пойдет не по тому же пути (AO), что шла наверх, а по кривой, которая на рис. 1(б) обозначена как ACD. Если от величины напряжения изменять магнитное поле снова до H, то кривая намагничивания пройдет ниже и вернется в точку А (см. рис.1). Получается замкнутая кривая, которая называется петлей гистерезиса. Из рис.1 видно, что при индукция пол ферромагнетика (и его намагниченность) не становятся равными нулю. Из рис. 1(б) видно, что модуль магнитной индукции равен длине отрезка ОС. Этому отрезку соответствует остаточное намагничивание. С существованием остаточного намагничивания связано наличие постоянных магнитов. Для размагничивания ферромагнетика его следует поместить в обратное магнитное поле, величина которого равна так называемой коэрцитивной силе ферромагнетика ().

Рис. 1(a)

Рис. 1(б)

Петля магнитного гистерезиса

Величины остаточного намагничивания и коэрцитивной силы могут испытывать большие вариации для разных ферромагнетиков. Так, для мягких ферромагнетиков петля гистерезиса узкая, соответственно коэрцитивная сила небольшая. Для материалов, которые применяют при изготовлении постоянных магнитов петля гистерезиса широкая. Петля гистерезиса для зависимости имеет подобную форму (рис.1 (а)).

Следует отметить, что при увеличении внешнего магнитного поля намагниченность ферромагнетиков растет быстро, затем ее скорость ее роста уменьшается и при некоторой величине, которую называют магнитным насыщением, остается постоянной и не зависит от напряженности внешнего поля. Аналогичный процесс происходит и со связью магнитной индукции ферромагнетика и внешнего магнитного поля. Такую зависимость объясняют тем, что магнитные моменты молекул при увеличении напряженности внешнего поля ориентируются по полю, так растет степень ориентации моментов. Когда неориентированных моментов остается все меньше и меньше, увеличение J прекращается и происходит магнитное насыщение. На рис. 1 точка А – является точкой насыщения.

Мы получили, что величина магнитной индукции (или величина намагниченности) в ферромагнетике определяется не только существующим внешним магнитным полем, но еще зависит от предыдущих состояний намагничивания, при этом происходит некоторое отставание изменения индукции (намагничивания) от изменений напряженности поля. Магнитный гистерезис подобен диэлектрическому гистерезису в сегнетоэлектриках. Гистерезис очень сильно зависит от состава ферромагнетика и способов его обработки.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

Гистерезис магнитный — Физическая энциклопедия

ГИСТЕРЕЗИС МАГНИТНЫЙ — неоднозначная (необратимая) зависимость намагниченности M магнитоупорядоченного вещества (магнетика, напр. ферро или ферримагнетика) от внеш. магн. поля H при его циклич. изменении (увеличении и уменьшении). Общей причиной существования Г. м. является наличие в определ. интервале изменения Н среди состояний магнетика, отвечающих минимуму термодинамического потенциала, метастабильных состояний (наряду со стабильными) и необратимых переходов между ними. Г. м. можно также рассматривать как проявление магн. ориентационных фазовых переходов первого рода, для к-рых прямой и обратный переходы между фазами в зависимости от H происходят, в силу указанной метастабильности состояний, при разл. значениях H.

Петли гистерезиса: 1 — максимальная, 2 — частного цикла, а — кривая намагничивания, b и с-кривые перемагничивания. M_R — остаточная намагниченность, H_C — коэрцитивная сила, M_S — намагниченность насыщения.

На рис. схематически показана типичная зависимость M от H в ферромагнетике; из состояния М=0 при H=0 с увеличением H значение M растёт по кривой а (осн. кривой намагничивания) и в достаточно сильном поле HН_т становится практически постоянной и равной намагниченности насыщения M_s. При уменьшении Н от значения Н_т обратный ход изменения M(H)уже не будет описываться кривой а и намагниченность при H=0 не вернётся к значению М=O. Это изменение описывается кривой b (кривой размагничивания), и при H=0 намагниченность принимает значение М=М_R (т. н. намагниченность остаточная ).Как видно из рис., для полного размагничивания вещества (М=0) необходимо приложить обратное поле Н=-Н_с, наз. коэрцитивной силой. Далее, когда поле достигает значения Н=-Н_m, образец намагничивается до насыщения (M=-M_s)в обратном направлении. При дальнейшем изменении Н от — Н_т до +H_m намагниченность изменяется вдоль кривой с. Ветви b и с, получающиеся при циклич. изменении H от +H_m до — H_m и обратно, вместе образуют замкнутую кривую, наз. максимальной (или предельной) петлёй гистерезиса (ПГ). При этом b наз. нисходящей, а с — восходящей ветвями ПГ. При циклич. намагничивании в полях —H₁HH₁, где H₁<H_m, зависимость M(H)будет описываться замкнутой кривой (частной ПГ), целиком лежащей внутри макс. ПГ (кривые 2 на рис.). С увеличением H₁ частные ПГ расширяются и при H₁H_т достигают макс. ПГ. Частная ПГ оказывается несимметричной, если макс. поля H₁, прикладываемые в прямом и обратном направлениях, неодинаковы. Описанные ПГ характерны для достаточно медленных процессов перемагничивания, при к-рых сохраняется квазиравновесная связь между M и H для соответствующих метастабильных состояний, и наз. квазистатическими (или просто статическими). Отставание M от H при намагничивании и размагничивании приводит к тому, что энергия, приобретаемая ферромагнетиком при намагничивании, не полностью отдаётся при раз. магничивании. Теряемая за один полный цикл энергия равна интегралу , определяющему площадь

ПГ. В конечном итоге она превращается в теплоту, идущую на нагревание образца. Эти потери магнитные, определяемые статич. ПГ, наз. гистерезисными.

При динамич. перемагничивании образца переменным магн. полем гистерезисные потери в общем случае составляют лишь часть полных магн. потерь. При этом зависимость М описывается динамической ПГ, не совпадающей со статической. Для петель одинаковой высоты (с одинаковым макс. M)динамич. ПГ обычно шире статической. Последнее обусловлено тем, что к квазиравновесным гистерезисным потерям добавляются динамич. потери, к-рые могут быть связаны с магнитной вязкостью, вихревыми токами (в проводниках) и др. явлениями.

Форма ПГ и наиболее важные характеристики Г. м. (потери, Н_с, M_R и др.) существенно зависят от хим. состава вещества, его структурного состояния и темпры, от характера и распределения дефектов в образце, а следовательно, и от деталей технологии его приготовления и последующих физ. обработок (тепловой, механической, термомагнитной и др.). T. о., варьируя обработку, можно существенно менять гистерезисные характеристики и вместе с ними свойства магн. материалов. Диапазон изменения этих характеристик весьма широк. Так, Н_с может принимать значения от 10^-3 Э для магнитно-мягких материалов до 10⁴ Э для магнитно-твердых материалов.

Явления Г. м. наблюдаются не только при изменении поля H по величине и знаку, но также и при его вращении (гистерезис магн. вращения), что соответствует отставанию (задержке) в изменении направления M с изменением направления Н. Гистерезис магн. вращения возникает также цри вращении образца относительно фиксированного направления H,

Теория явлений Г. м. учитывает конкретную магнитную доменную структуру образца и её изменения в ходе намагничивания и перемагничивания. Эти изменения обусловлены смещением доменных границ и ростом одних доменов за счёт других, а также вращением вектора намагниченности в доменах под действием внеш. магн. поля. Всё, что задерживает эти процессы и способствует попаданию магнетиков в метастабильные состояния, может служить причиной Г. м.

В однодоменных ферромагнитных частицах (в частицах малых размеров, в к-рых образование доменов энергетически невыгодно) могут идти только процессы вращения М. Этим процессам препятствует магнитная анизотропия разл. происхождения (анизотропия самого кристалла, анизотропия формы частиц, анизотропия упругих напряжений и др.). Благодаря анизотропии, M как бы удерживается нек-рым внутр. полем Н_А (эфф. полем магн. анизотропии) вдоль одной из осей легкого намагничивания, соответствующей минимуму энергии. Г. м. возникает из-за того, что два направления M (по и против) этой оси в магнитоодноосном образце или несколько эквивалентных (по энергии) направлений M в магнитомногоосном образце соответствуют состояниям, отделённым друг от друга потенциальным барьером (пропорциональным Н_А). При перемагничивании однодоменных частиц вектор M рядом последовательных необратимых скачков поворачивается в направлении Н. Такие повороты могут происходить как однородно, так и неоднородно по объёму. При однородном вращении M коэрцитивная сила H_СH_А. Более универсальным является механизм неоднородного вращения M. Однако наиб. влияние на H_с он оказывает в случае, когда осн. роль играет анизотропия формы частиц. При этом H_с может быть существенно меньше эфф. поля анизотропии формы.

В многодоменных образцах, где перемагничивание обусловлено в первую очередь смещением доменных границ, одной из гл. причин Г. м. может служить задержка смещения границ на дефектах (немагнитные включения, межзёренные границы и др.) и их последующие необратимые скачки. В ряде случаев, напр. в ферромагнетиках с достаточно большими Н_А, Г. м. может определяться задержкой образования и роста зародышей перемагничивания, из к-рых развивается доменная структура. Зародыши возникают путём неоднородного вращения М, напр. в участках с локально пониженной (за счёт дефектов) анизотропией. В полях Н=-H_n, наз. полями зарождения, энергетич. барьер, связанный с локальным полем Н_А, исчезает и происходит образование зародыша, к-рый затем или растёт, или затормаживается на дефектах. Зародышами могут являться также остатки доменной структуры, локализованные на дефектах образца и неуничтоженные в процессе его намагничивания. Рост зародыша начинается при достижении поля старта H=-H_S. При энергия, идущая на создание граничного слоя зародыша, перекрывается выигрышем энергии в объёме образца. Если , то Г. м. связан с задержкой образования, а при — с задержкой роста зародыша. В обоих случаях при перемагничивании образца вдоль оси лёгкого намагничивания возникают прямоуг. ПГ.

С Г м. связано гистерезисное поведение при циклич. изменении H целого ряда др. физ. свойств, так или иначе зависящих от состояния магнетика, от распределения намагниченности (или др. параметра магн. порядка) в образце, напр. гистерезис магнитострикции, гистерезис гальваномагнитных явлений и магнитооптич. явлений (см. Магнитооптика)и т. д. Кроме того, т. к. намагниченность неоднозначно изменяется (из-за метастабильных состояний) также в зависимости от др. внеш. воздействий (темп-ры, упругих напряжений и др.), то имеет место гистерезис как самой намагниченности, так и зависящих от неё свойств при циклич. изменении указанных воздействий. Простейшими примерами являются температурный Г. м. (неоднозначная температурная зависимость M при циклич. нагревании и охлаждении магнетика) и магнитоупругий гистерезис (неоднозначное изменение M при циклич. наложении и снятии внеш. одностороннего напряжения).

Лит.: Вонсовский С. В., Магнетизм, M., 1971, с. 839 — 52. Б. H. Филиппов.

      Предметный указатель      >>   

Что такое петля гистерезиса? — Вольтик.ру

Биологические и физические системы способны мгновенно откликаться на приложенное к ним воздействие. Если рассмотреть это явление на временной оси координат, то становится заметно, что отклик зависит от предыстории системы и ее текущего состояния. График, который наглядно демонстрирует это свойство систем, получил название петли гистерезиса, которая отличается остроугольной формой.

Оригинальная форма петли обусловлена эффектом насыщения и неравномерностью траектории между соседними расстояниями. Эффект гистерезиса имеет кардинальные отличия от инерционности, с которой его часто путают, забывая о том, что монотонное сопротивление существенно отличается от мгновенного сопротивления на воздействие.

Петля гистерезиса является циклом, в ходе которого часть свойств системы используются независимо от воздействий, а часть – отправляется на повторную проверку.

В физике наиболее часто системы сталкиваются со следующими видами гистерезиса:

• Магнитный – отражает зависимость между векторами напряжения магнитного поля и намагничивания в веществе. Это явление объясняет существование постоянных магнитов.
• Сепнгетоэлектрический – зависимость между поляризацией сегнетоэлектриков и изменения внешнего электрического поля.
• Упругий – зависимость деформации упругих материалов от воздействия высоких давлений. Это явление лежит в основе великолепных механических характеристик изделий из кованого метала.

Упругий гистерезис встречается двух основных видов – статический и динамический. В первом случае петля будет равномерной, во втором – постоянно меняющейся.

В электротехнике широко применяются устройства, в основе которых лежат магнитные взаимодействия. Наиболее распространение получили магнитные носители данных. Понимание гистерезиса необходимо для подавления в них шумов, таких как быстрые колебания или дребезжание контактов.

В большинстве электронных приборов наблюдается явление теплового гистерезиса. В процессе работы устройства нагреваются, а после охлаждения ряд характеристик уже не могут принять первоначальные явления.

Так, в процессе нагрева происходит расширение микросхем и печатных плат, полупроводниковых кристаллов. В результате развивается механическое напряжение, воздействие которого на элементы системы сохраняется после остывания. Особенно ярко тепловой гистерезис проявляется в высокоточных источниках опорного напряжения.

Российские физики исследовали влияние взаимодействия между магнитными наночастицами на магнитный гистерезис

Команда исследователей из Сибирского федерального университета, Института физики имени Л. В. Киренского СО РАН и Сибирского университета науки и технологий изучила магнитный гистерезис в наногранулированных композитах.

Результаты проведённого микромагнитного моделирования, которые можно применить в электротехнике и при создании новых функциональных элементов для информационных технологий, опубликованы в Journal of Magnetism and Magnetic Materials. Исследования поддержаны Российским фондом фундаментальных исследований и Красноярским краевым фондом поддержки научной и научно-технической деятельности.

Магнитные материалы на основе наночастиц (магнитные коллоиды, наногранулированные материалы) используются в биомедицине, экологии, катализе и наноэлектронике. Сферу применения материала определяет петля магнитного гистерезиса, которая отражает особое свойство некоторых физических систем. Такие системы не сразу реагируют на приложенные силы, на их ответ влияют силы, приложенные ранее, т. е. эти системы зависят от собственной истории. Гистерезис индивидуальной магнитной наночастицы к настоящему моменту хорошо изучен. Для больших массивов частиц принимаются во внимание эффекты межчастичных взаимодействий. Одно из основных — магнитное диполь-дипольное взаимодействие. С увеличением расстояния между частицами оно убывает достаточно медленно, поэтому магнитный гистерезис будет зависеть от объёмной доли частиц.

Детальный микромагнитный расчёт этой зависимости выполнили для наночастиц, хаотически распределённых на плоскости, при этом средняя плотность частиц различалась. Также была учтена случайная ориентация осей лёгкого намагничивания частиц (это направление в ферро- или ферримагнетике, вдоль которого намагничивание образца до предельных значений происходит легче всего). Это соответствует условиям стандартных магнитометрических исследований порошков и некоторых приложений (частицы, распределённые в немагнитных матрицах). Оказалось, что диполь-дипольное взаимодействие изменяет зависимость коэрцитивной силы (напряжённость магнитного поля, необходимая для полного размагничивания образца) от объёмной концентрации частиц — от нелинейной монотонной до зависимости с максимумом. Это изменение определяется соотношением энергии магнитной анизотропии индивидуальной частицы (зависимости её магнитных свойств от выбранного направления в образце) и удельной дипольной энергии.

«Рассмотренная модель хорошо описывает наногранулированные плёнки, имеющие перспективы применения в магнитных датчиках, магнитных экранах и элементах магнитооптической памяти. Важно, что магнитные свойства плёнок зависят от соотношения магнитной и немагнитной фазы. Проведённые расчёты позволяют подобрать концентрацию частиц, оптимальную для достижения необходимого уровня магнитного гистерезиса», — рассказывает Оксана Ли, доцент кафедры физики Сибирского федерального университета.

Гранулированные плёнки с нанометровыми магнитными гранулами относятся к функциональным материалам. Их используют в радиоэлектронике, в высокочастотных устройствах микроэлектроники, вычислительной технике, при создании беспроводных сетей, где они увеличивают скорость передачи данных. Свойства гранулированных сред зависят от доли магнитных гранул: они обладают большой намагниченностью насыщения, высоким электрическим сопротивлением и исключительно широким диапазоном магнитной проницаемости.

Что такое магнитный гистерезис? — объяснение образования петли

Явление отставания плотности магнитного потока B от силы намагничивания H в магнитном материале известно как магнитный гистерезис . Слово гистерезис происходит от греческого слова Hysterein, что означает отставать.

Другими словами, когда магнитный материал намагничивается сначала в одном направлении, а затем в другом направлении, завершая один цикл намагничивания, обнаруживается, что плотность магнитного потока B отстает от приложенной силы намагничивания H.

Существуют различные типы магнитных материалов, такие как парамагнитные, диамагнитные, ферромагнитные, ферромагнитные и антиферромагнитные материалы. Ферромагнитные материалы в основном ответственны за возникновение петли гистерезиса.

Когда магнитное поле не приложено, ферромагнитный материал ведет себя как парамагнитный материал. Это означает, что на начальном этапе диполи из ферромагнитного материала не выстраиваются, а размещаются случайным образом.

Как только магнитное поле приложено к ферромагнитному материалу, его дипольные моменты выравниваются в одном конкретном направлении, как показано на рисунке выше, что приводит к гораздо более сильному магнитному полю.

В комплекте:

Чтобы понять явление магнитного гистерезиса, рассмотрим кольцо из магнитного материала, равномерно намотанное соленоидом. Соленоид подключается к источнику постоянного тока через двухполюсный двухпозиционный реверсивный переключатель (D.P.D.T), как показано на рисунке ниже:

Изначально переключатель находится в положении 1. При уменьшении значения R значение тока в соленоиде постепенно увеличивается, что приводит к постепенному увеличению напряженности поля H, плотность потока также увеличивается, пока не достигнет точки насыщения a, и полученная кривая — « oa ».Насыщение происходит, когда при увеличении тока дипольный момент или молекулы материала магнита выравниваются в одном направлении.

Теперь, уменьшая ток в соленоиде до нуля, сила намагничивания постепенно уменьшается до нуля. Но значение плотности потока не будет равно нулю, поскольку оно все еще имеет значение « ob », когда H = 0, поэтому полученная кривая будет « ab », как показано на рисунке ниже. Это значение плотности потока « на » связано с остаточным магнетизмом.

Петля гистерезиса

Остаточный магнетизм

Величина магнитного потока ob, удерживаемая магнитным материалом, называется остаточным магнетизмом, а способность удерживать его известна как Сохраняемость материала .

Теперь, чтобы размагнитить магнитное кольцо, положение реверсивного переключателя D.P.D.T изменяется в положение 2, и, таким образом, направление потока тока в соленоиде меняется на противоположное, что приводит к обратной силе намагничивания H.

Когда H увеличивается в обратном направлении, плотность магнитного потока начинает уменьшаться и становится равной нулю (B = 0), а показанная выше кривая следует по пути bc.Остаточный магнетизм материала удаляется путем приложения силы намагничивания, известной как коэрцитивная сила, в противоположном направлении.

Коэрцитивная сила

Величина намагничивающей силы oc, необходимая для уничтожения остаточного магнетизма ob, называется Коэрцитивная сила , показанная розовым цветом на кривой гистерезиса, показанной выше.

Теперь, чтобы завершить петлю гистерезиса, сила намагничивания H дополнительно увеличивается в обратном направлении, пока не достигнет точки насыщения d, но в отрицательном направлении кривая следует по пути cd.Значение H уменьшается до нуля H = 0, и кривая принимает путь de, где oe — остаточный магнетизм, когда кривая находится в отрицательном направлении.

Положение переключателя снова изменяется на 1 из положения 2, и ток в соленоиде снова увеличивается, как это делается в процессе намагничивания, и благодаря этому H увеличивается в положительном направлении, отслеживая путь как ‘efa’, и, наконец, , петля гистерезиса завершена. На кривой снова «of» обозначена сила намагничивания, также известная как коэрцитивная сила, необходимая для удаления остаточного магнетизма «oe».

Здесь общая Коэрцитивная сила, необходимая для удаления остаточного магнетизма за один полный цикл, обозначена «cf». Из приведенного выше обсуждения ясно, что плотность магнитного потока B всегда отстает от силы намагничивания H. Следовательно, петля ‘abcdefa’ называется петлей магнитного гистерезиса или кривой гистерезиса .

Магнитный гистерезис приводит к рассеиванию потерянной энергии в виде тепла. Потери энергии пропорциональны площади петли магнитного гистерезиса.В основном есть два типа магнитных материалов: магнитомягкий материал и магнитотвердый материал.

Магнитно-мягкий материал

Магнитомягкий материал имеет узкую петлю магнитного гистерезиса, как показано на рисунке ниже, которая имеет небольшое количество рассеиваемой энергии. Они состоят из таких материалов, как железо, кремнистая сталь и т. Д.

Петля из мягкого магнитного материала

• Используется в устройствах, требующих переменного магнитного поля.
• Обладает низкой коэрцитивной силой.
• Низкая намагниченность
• Низкая сохраняемость

Твердый магнитный материал

Твердый магнитный материал имеет более широкую петлю гистерезиса, как показано на рисунке ниже, и приводит к большому рассеянию энергии, а процесс размагничивания труднее реализовать.

Петля из жесткого магнитного материала

• Обладает высокой удерживающей способностью
• Высокая коэрцитивность
• Высокая насыщенность

Применение магнитного гистерезиса

• Магнитный материал, имеющий более широкую петлю гистерезиса, используется в таких устройствах, как магнитная лента, жесткий диск, кредитные карты, аудиозаписи, поскольку его память трудно стереть.
• Магнитные материалы с узкой петлей гистерезиса используются в качестве электромагнитов, соленоидов, трансформаторов и реле, которые требуют минимального рассеивания энергии.

Гистерезис

предыдущийследующий

Магнитный гистерезис — важное явление, относящееся к необратимости процесса намагничивания и размагничивания.Когда материал показывает степень необратимости известна как гистерезис . Теперь мы исследуем физика ферромагнитного гистерезиса.

Когда размагниченный ферромагнитный материал помещается в приложенный магнитный поле область, имеющая направление, наиболее близкое к приложенному полю, растет за счет других доменов. Такой рост происходит за счет движения области стены. Изначально движение доменной стенки обратимо, и если приложенное поле удаляется, намагничивание возвращается в исходное размагниченное состояние.В этой области кривая намагничивания обратима и, следовательно, не показать гистерезис .

Кристалл будет содержать дефекты, с которыми сталкиваются доменные границы. во время их движения. Эти недостатки связаны с магнитостатической энергия. Когда доменная стенка пересекает дефект кристалла, эта магнитостатическая энергия может быть устранена по мере образования замыкающих доменов. Это закрепляет доменную стенку к несовершенству, так как это локальный минимум энергии.Приложенное магнитное поле обеспечивает энергию, позволяющую доменной стенке пройти мимо дефекта кристалла, но области закрытия цепляются за несовершенство, образуя шиповидные домены которые растягиваются по мере удаления доменной стенки. В конце концов, эти шипованные домены отломится, и доменная стенка сможет свободно перемещаться. По мере того, как спайковые домены отрываются наблюдается скачок границы, приводящий к резкому изменению магнитный поток, который можно обнаружить, намотав катушку вокруг соединенного образца. к спикеру.При этом слышны потрескивающие звуки, соответствующие шипу. домены отрываются от доменных стенок. Это явление известно как Эффект Баркгаузена.

В конце концов все доменные стены будут устранены, останется одна домен с его магнитным дипольным моментом, направленным вдоль легкой оси, ближайшей к к направлению приложенного магнитного поля. Дальнейшее увеличение намагниченности может произойти из-за того, что этот домен поворачивается от легкого направления к ориентации параллельно полю приложенного извне.Намагничивание материала на этом этапе называется намагничиванием насыщения (см. рисунок J). Простота этого конечного вращения зависит от магнитокристаллической энергии материал; некоторым материалам требуется большое поле для достижения этой намагниченности насыщения.

Если внешнее приложенное поле будет удалено, одиночный домен повернется обратно к легкому направлению в кристалле. Будет создано размагничивающее поле. к монодомену, и это поле инициирует образование обратного магнитного доменов, поскольку они снизят магнитостатическую энергию образца за счет уменьшения размагничивающее поле.Однако размагничивающее поле недостаточно сильное. чтобы доменные стенки могли прорастать дефекты кристалла, чтобы они никогда не полностью вернуться в исходное положение, когда нет внешнего применения поле. Это приводит к кривой гистерезиса , поскольку некоторая намагниченность будет остаются, когда нет внешнего приложенного поля. Это намагничивание называется остаточная намагниченность, B _r . Поле, необходимое для уменьшения намагничивание образца до нуля называется коэрцитивным полем H _c .А намагниченность насыщения B _s — это намагниченность, когда все домены выровнены параллельно внешнему полю. Они показаны на схема ниже:

Рисунок S. Схема, показывающая общие форма кривой гистерезиса с отмеченными соответствующими точками;
B _s , намагниченность насыщения; B _r , остаточная намагниченность; H _c , коэрцитивное поле.

Ролик ниже показывает доменную структуру, поскольку материал подвергается до гистерезисного цикла.

Магниты жесткие и мягкие

Ферромагнитные материалы также подразделяются на мягкие и твердые. Жесткие магниты также называются постоянными магнитами. Это требует большого поля для размагничивания. (и намагнитить). Обычно твердые магниты имеют большую остаточную намагниченность. Мягкие магниты, однако, легко намагничиваются и размагничиваются, они имеют небольшой коэрцитивное поле и, как правило, небольшая остаточная намагниченность. Мягкий и жесткий магниты имеют разное применение в зависимости от легкости намагничивания и требуется размагничивание.См. Анимацию ниже, где представлены примеры жестких и мягких магниты, их кривые гистерезиса и применения.

Модулированный самообратимый магнитный гистерезис в оксидах железа

Химический состав синтезированных продуктов был впервые исследован методом XRD. На рисунке 1а показаны наночастицы оксида железа (IONP), а продукты IONPs @ Fe ³⁺ могут содержать Fe ₃ O ₄ в качестве основной фазы из-за восстанавливающей среды, создаваемой реагентом аскорбиновой кислоты.Принимая во внимание предел обнаружения (~ 5 мас.%) Для измерений XRD, был измерен спектр XPS незащищенных IONP для дальнейшего обнаружения возможного существования других оксидов железа. На рисунке 1b показана энергия связи Fe 2p, на которой два отдельных пика при ~ 711 и ~ 724 эВ соответствуют уровням Fe2p _3/2 и Fe2p _1/2 соответственно ⁹ . Наличие сателлитного пика около 719 эВ дополнительно демонстрирует, что IONP могут также содержать γ-Fe ₂ O ₃ фазу ¹⁰ .Затем было выполнено измерение рамановского спектра для подтверждения реального присутствия фазы γ-Fe ₂ O ₃ . Рисунок 1c демонстрирует, что две моды T _2g (асим. Изгиб Fe-O) 304 и 528 см ⁻¹ и одна мода A _1g (сим. Fe-O) 670 см ⁻¹ являются характерные особенности Fe ₃ O ₄ , а полосы при 345, 389 и 708 см ⁻¹ получены из E _g (Fe-O сим. str), T _2g (Fe-O асим.bend) и мод A _1g (Fe-O сим. str) в γ-Fe ₂ O ₃ соответственно ¹¹ . Других примесных фаз не обнаружено. После адсорбции катионов количество поверхностных катионов Fe ³⁺ определяли с помощью измерений ICP. Учитывая, что адсорбцию катионов можно подавить за счет увеличения ионной силы, эти образцы IONPs @ Fe ³⁺ отдельно вымачивали в перенасыщенных водных растворах NaCl на 24 часа. После центрифугирования концентрация Fe ³⁺ в супернатантах была определена как 66, 62, 59 и 55 мг / г для S1, S2, S3 и S4 посредством измерений ICP, соответственно.Эти параметры приведены в таблице 1.

Рисунок 1

( a ) Картины XRD, ( b ) спектр XPS и ( c ) спектр комбинационного рассеяния синтезированных продуктов.

Таблица 1 Сводка параметров для четырех образцов IONP @ Fe ³⁺ . Отклонения указаны в скобках.

Электронные микроскопы использовали для наблюдения за морфологией и распределением по размерам синтезированных продуктов. Эти голые IONP и IONP @ Fe ³⁺ имеют сфероидальные морфологические признаки 0-D (рис.2а и б), а их средний размер частиц можно оценить, статистически подсчитав сотни изолированных частиц на рис. 2в и г соответственно. Диаметр незащищенных IONPs распределяется вокруг пикового значения 8 нм, а ширина распределения на полувысоте составляет 1,8 нм (рис. 2e). После адсорбции катиона Fe ³⁺ ИОНП @ Fe ³⁺ распределяется по размеру в диапазоне 5–10 нм (рис. 2е), а также имеет пиковое значение 8 нм.

Рисунок 2

( a, b ) SEM и ( c, d ) изображения TEM синтезированных IONP (панели a и c) и IONP @ Fe ³⁺ (панель b и d ) изделия.Статистическое распределение частиц по размерам для ( e ) IONP и ( f ) IONPs @ Fe ³⁺ продуктов.

Успешный синтез IONPs @ Fe ³⁺ в основном приписывается достаточно отрицательному дзета-потенциалу поверхности голых IONP (около -22,1 мВ) и их сильному электростатическому притяжению к положительно заряженным катионам Fe ³⁺ в FeCl ₃ водный раствор. Этот синтетический путь довольно прост, хорошо воспроизводится, легко управляем и универсален.Многочисленные ИОНП @ Fe ³⁺ с различными поверхностными дзета-потенциалами могут быть легко получены путем преднамеренного изменения концентрации Fe ³⁺ в водном растворе FeCl ₃ . В данной работе в качестве абсорбирующего раствора использовались четыре набора водного раствора FeCl ₃ с концентрацией Fe ³⁺ 5, 2, 1 и 0,5 моль / л, а полученные продукты IONPs @ Fe ³⁺ были обозначены как S1, S2, S3 и S4 соответственно. Их дзета-потенциал равен 19.3 мВ (S1), 15,8 мВ (S2), 2,7 мВ (S3) и -9,2 мВ (S4), которые уменьшаются с понижением концентрации Fe ³⁺ в водном растворе FeCl ₃ (Таблица 1).

Петли магнитного гистерезиса при комнатной температуре показаны на рис. 3, на котором части насыщения для S1 и S2 расположены в квадрантах 2 ^nd и 4 ^th , что сильно отличается от случаев S3 и S4. То есть направление намагничивания S1 и S2 полностью противоположно направлению приложенного поля как в нисходящей, так и в восходящей ветвях петель гистерезиса.Это убедительное доказательство наличия SRMH в оксидах железа, потому что все эти четыре образца твердых частиц были правильно расположены в седловой точке катушки обнаружения до того, как были выполнены измерения на СКВИД-магнитометре. Внимательное изучение рис. 3 подтверждает, что возникновение явления SRMH, по-видимому, зависит от значений дзета-потенциала образца. Деградация SRMH по мере уменьшения значений дзета-потенциала начинается с сильнополевой намагниченности, которая демонстрирует неперекрывающиеся и прерывистые скачки намагниченности как нисходящих, так и восходящих ветвей (рис.3б). Эти беспорядочные скачки — не просто артефакты, они в некоторой степени воспроизводятся путем измерения петли гистерезиса S2 в другом устройстве SQUID (дополнительный рисунок S1). Можно подтвердить, что эти беспорядочные скачки обязательно произойдут в S2, даже если соответствующее значение магнитного поля не подчиняется никаким правилам. Дальнейшее уменьшение значения дзета-потенциала приведет к нормальной петле гистерезиса, но все же с неперекрывающимися нисходящими и восходящими ветвями в положительном диапазоне высокого поля, как показано на рис.3c. Эти две ветви будут полностью перекрываться, когда значение дзета-потенциала очень низкое (рис. 3d). Достаточно интересно, что коэрцитивные поля этих образцов примерно ниже 50 Э (рис. 4a), а их поведение при насыщении (рис. 3) сродни суперпарамагнетизму голых IONP (рис. 4b). Основываясь на этих сценариях, наблюдаемое уникальное явление SRMH не может быть классифицировано только как диамагнетизм из-за его характера насыщения, тогда как его также нельзя классифицировать только как слабый ферромагнетизм или суперпарамагнетизм из-за его диамагнитных свойств.Намагниченность насыщения ( M _S ) незащищенных ИОНП составляет ок. 35.6 emu / g (рис. 4b), что значительно ниже валового значения для магнетита и маггемита (~ 82–93 emu / g ^12,13 ). Это уменьшение M _S может быть приписано эффекту увеличенных тепловых флуктуаций вблизи поверхности IONP или магнитно-неупорядоченной поверхности, образованной в результате большого отношения поверхности к объему, связанного с мелким размером частиц. ^14,15,16,17 .Примечательно, что абсолютные значения M _S четырех образцов IONP @ Fe ³⁺ очень близки (около 4,6 emu / g, рис. 3), но они намного ниже, чем у чистых IONP. образец. Этот значительный спад M _S можно в значительной степени объяснить присутствием поверхностной оболочки Fe ³⁺ , которая проявляет типичный парамагнетизм (рис. 4b) и действует как магнитный инертный слой. В этом случае массовый процент покрытых катионов Fe ³⁺ можно приблизительно оценить как 87.1%, полностью игнорируя их магнитный вклад. Учитывая, что размер незащищенных ИОНП составляет 8 нм, рассчитанная толщина оболочки Fe ³⁺ составляет более 0,5 нм, что отлично согласуется с результатом ПЭМ. Примечательно, что из-за их разной равновесной адсорбционной способности в разных водных растворах FeCl ₃ количество катионов Fe ³⁺ сильно различается для этих четырех образцов ИОНП @ Fe ³⁺ , но различие их Fe ^{3 +} толщина корпуса не так очевидна.Различное количество катионов Fe ³⁺ , расположенных на голых IONP, не приведет к значительному увеличению веса IONP из-за конечной толщины оболочки, но может иметь другое расположение вокруг IONP и сильно повлиять на магнитные связи между суперпарамагнитным сердечником и парамагнитной оболочкой. В этом случае абсолютные значения M _S этих четырех образцов IONPs @ Fe ³⁺ очень близки, но их поведение намагничивания сильно различается.

Рисунок 3

Петли магнитного гистерезиса при комнатной температуре IONP @ Fe ³⁺ с различными дзета-потенциалами: ( a ) 19.3, ( b ) 15,8, ( c ) 2,7 и ( d ) −9,2 мВ.

Рисунок 4

( a ) Низкополевые петли гистерезиса IONP @ Fe ³⁺ с различными дзета-потенциалами, измеренными при 300 K. Петли гистерезиса при комнатной температуре ( b ) голых IONP и FeCl ₃ эталонный образец, ( c ) ИОНЧ (примерно 5 нм) @Fe ³⁺ и ( d ) ИОНЧ (примерно 2 нм) @Fe ³ . Петли гистерезиса с низким полем показаны на вставках.

Наличие парамагнитной оболочки Fe ³⁺ и суперпарамагнитного ядра IONP будет способствовать наблюдаемому SRMH в IONPs @ Fe ³⁺ . В этой связи тщательно рассматриваются две возможные причины. Первый связан с размагничивающим полем, создаваемым поверхностным зарядом ¹⁸ . Фактическое поле, действующее на оболочку Fe ³⁺ , представляет собой разницу между приложенным полем и размагничивающим полем и может быть отрицательным в положительном приложенном поле.Это объяснение также неверно для наблюдаемого SRMH в этом исследовании, потому что намагниченность сердечника IONP намного сильнее, чем индуцированная размагничивающим полем поверхности.

Вторая причина связана с прогрессирующим процессом намагничивания снаружи внутрь IONPs @ Fe ³⁺ . Направления магнитных моментов в ИОНП @ Fe ³⁺ случайным образом распределены в нулевом поле из-за сильной тепловой флуктуации. Когда приложенное магнитное поле проникает через эти НЧ, магнитные моменты в оболочке Fe ³⁺ сначала реагируют на внешнее поле и слегка ориентируются в направлении поля, что приводит к слабому парамагнетизму.Почти одновременно магнитные моменты в сердечнике IONP намагничиваются и имеют отрицательную обменную связь с моментами Fe ³⁺ вблизи сердечника посредством сверхобменного взаимодействия. Отрицательная обменная связь между сердечником IONP и оболочкой Fe ³⁺ происходит из-за разупорядоченности спина оболочки, в которой магнитные связи сильно нарушены и, следовательно, приводят к серьезной деградации ферромагнетизма хозяина. В этом смысле эта оболочка похожа на магнитный мертвый слой IONP, который может отрицательно взаимодействовать с сердечником ^19,20,21 .В конце концов, направления магнитных моментов в сердечнике суперпарамагнитных ИОНП примерно антипараллельны приложенному магнитному полю. Другими словами, наличие предварительно намагниченной оболочки из Fe ³⁺ и ее отрицательная магнитная обменная связь с постмагниченным сердечником IONP является основной причиной наблюдаемых явлений SRMH. Из-за неупорядоченного распределения моментов в парамагнитной оболочке Fe ³⁺ отрицательно обменно-связанные магнитные моменты в сердцевине суперпарамагнитных IONP представляют собой заметную неупорядоченную особенность, которая способствует уменьшению намагниченности насыщения (прибл.4,6 emu / g, рис. 3) до определенной степени. Следует отметить, что чем больше магнитных моментов участвует в отрицательной обменной связи в области ядро-оболочка, тем более очевидным может быть явление SRMH. Вдоль этой линии катионно-неупорядоченная оболочка Fe ³⁺ должна быть достаточно толстой или ядро ​​IONP должно быть достаточно маленьким. Чтобы проверить эту точку зрения, концентрация Fe ³⁺ в водном растворе FeCl ₃ была намеренно доведена до 5, 2, 1 и 0,5 моль / л, и полученные образцы S1 и S2 демонстрируют очевидный SRMH, как и ожидалось, тогда как S3 и Образцы S4 показывают нормальное магнитное поведение (рис.3). С другой стороны, если размер сердечника IONP еще больше уменьшится, количество его поверхностных магнитных моментов значительно увеличится, и они могут прочно соединиться с оболочкой Fe ³⁺ , давая хорошо выраженный SRMH. На рисунке 4c показано, что ИОНЧ (примерно 5 нм) @Fe ³⁺ имеют типичную особенность SRMH, даже несмотря на то, что они синтезируются путем вымачивания в водном растворе FeCl ₃ (1 моль / л) с более низкой концентрацией. В частности, если сердечник IONP слишком мал, почти все магнитные моменты сосредоточены на его поверхности, поэтому все IONP @ Fe ³⁺ вполне могут не демонстрировать поведение SRMH из-за нехватки достаточного количества суперпарамагнитных моментов в сердечнике.Рисунок 4d подтверждает, что IONP (примерно 2 нм) @Fe ³⁺ демонстрируют явно парамагнитное поведение, а не SRMH, даже несмотря на то, что они синтезируются путем вымачивания в водном растворе FeCl ₃ с концентрацией 5 моль / л. Более конкретно, спад M _S с 35,6 до 4,6 emu / g указывает на то, что макровращения ядра могут незначительно превышать суммарные моменты поверхностных катионов Fe ³⁺ . Чтобы подтвердить эту точку зрения, мы оцениваем отношение объема поверхностных катионов ко всему объему в голых ИОНП.Предполагая, что средний диаметр катионов железа составляет 0,6 нм, объем поверхностных катионов составляет 38,6%, 56,1%, 93,6% от общего объема ИОНП с диаметрами 8 нм, 5 нм, 2 нм соответственно. Это означает, что значительное количество катионов железа в незащищенных IONP находится на поверхности и будет способствовать отрицательному обменному взаимодействию с адсорбированными катионами Fe ³⁺ в водных растворах FeCl ₃ . Крайний случай имеет место в ИОНП размером 2 нм, в которых почти 94% катионов находятся на поверхности и магнитно связываются с адсорбированными катионами Fe ³⁺ .В этом случае макроспины остаточных ~ 6% катионов в ядре не могут проявлять свойственный им суперпарамагнетизм. Следовательно, парамагнитная оболочка доминирует в магнитном поведении ИОНП (примерно 2 нм) @Fe ³⁺ (рис. 4d).

В совокупности наблюдаемое поведение SRMH в IONPs @ Fe ³⁺ можно легко модулировать путем подбора размера IONP и изменения концентрации Fe ³⁺ в водном растворе. Последний подход чрезвычайно прост и универсален для синтеза искусственных материалов с высоким выходом и настраиваемыми характеристиками SRMH.

Температурная зависимость магнитного гистерезиса — Ю — 2004 — Геохимия, геофизика, геосистемы

4.1. Результаты высокотемпературных

[34] Гистерезис при любой заданной температуре в основном контролируется тремя конкурирующими физическими энергиями. Во многих природных и синтетических образцах магнитостатические эффекты, такие как саморазмагничивание и анизотропия формы, преобладают над магнитными частицами. Когда внутренние напряжения велики, важна магнитострикционная энергия.Магнитострикция — это изменение размеров магнитного зерна под действием приложенного поля. Магнитокристаллическая анизотропия является наименее важным фактором при более высоких температурах для (титано) магнетита из-за его быстрого распада с температурой. Магнитокристаллическая энергия — это разница между двумя магнитными энергиями, полученными вдоль легкой и твердой осей кристалла. В общем, мы ожидаем, что анизотропия формы будет доминировать для синтетических образцов, потому что все образцы имеют отношение осей больше 1.3 (таблица 1).

[35] Доминирующая анизотропия при более высоких температурах была признана путем оценки степенной зависимости B _c с M _s [см. Dunlop , 1987, и ссылки в нем]. Для доминирующей магнитокристаллической и магнитоупругой анизотропии, B _c варьируется как λ / M _s и K / M _{s 1974} 27, O ; Moskowitz , 1993], где λ — магнитоупругая постоянная, а K — магнитокристаллическая постоянная.С другой стороны, B _c следует тенденции M _s (T) для доминирующей анизотропии формы. Например, λ и K изменяются как M _s (T) в степени 2,5 и 8–9 для магнетитов [ Klapel and Shive , 1974; Moskowitz et al. , 1993]. In Fe _2,4 Ti _0,6 O ₄ , λ и K уменьшаются как M _s ³ (T) и M s _{⁶ (T) [ Moskowitz et al., 1993; Sahu and Moskowitz , 1995].}

[36] Температурная зависимость B _c и M _r показывает интересные тенденции для неотожженных магнетитов (рисунки 2d и 2f). Неотожженные образцы демонстрируют ярко выраженную зависимость от размера зерна. По мере уменьшения размера зерна B _c и M _r распадаются быстрее. Для отожженных магнетитов B _c = M _s ^1.8 — M _s ^2,2 , что указывает на то, что анизотропия формы, а также эффект тепловых колебаний [ Dunlop , 1977] являются важными факторами, контролирующими B _c . Увеличивающийся вклад напряжения ответственен за более высокую энергетическую зависимость неотожженных магнетитов. В частности, B _c неотожженного магнетита SD показывает значительно более высокую энергетическую зависимость M _s , B _c = M _{s .4 .}

[37] На графиках SC параметры гистерезиса отожженных и неотожженных образцов перемещаются по разным путям с увеличением температуры (рис. 4). Во-первых, при данной температуре отожженные образцы демонстрируют более низкую прямоугольность и коэрцитивную силу, чем неотожженные образцы, в результате пониженного напряжения, за исключением магнетита 0,44 мкм. Во-вторых, отожженные образцы демонстрируют изгиб около 813–833 К, ниже которого прямоугольность уменьшается менее быстро, чем неотожженные порошки (рис. 4).

[38] Для образцов с преобладанием анизотропии формы ожидается следование плоской траектории на диаграмме SC. Для образцов PSD значения M _r / M _s могут быть аппроксимированы M _r = H _{c N} , где N ​​ — коэффициент саморазмагничивания. Когда преобладает анизотропия формы, H _c и M _s изменяются в зависимости от температуры с той же мощностью.Комбинируя эти два отношения, мы получаем почти постоянную прямоугольность для всего диапазона B _c . Это простое приближение соответствует большей части температурного диапазона отожженных магнетитов, где магнитострикционный вклад минимален (рис. 4а). Окончательное погружение в начало координат при температурах выше 813–833 К можно отнести к увеличению вклада тепловых флуктуаций, в результате чего ранее стабильная остаточная намагниченность трансформируется в SP (Рисунки 4a и 4b).

[39] Результаты для природных образцов ясно демонстрируют, что гистерезисные свойства образцов, содержащих магнетит, имеют совершенно иные температурные зависимости, чем для образцов, содержащих титаномагнетит (Рисунок 5).Все параметры гистерезиса быстро убывают для MORB. Интересно, что B _c , M _r , и M _s для TG-A ( M _r s = 0,10 при T ₀ ) распадаются менее быстро, чем для TG-B ( M _r / M _s = 0,51 при T _{0 0 0 0 0 0 0 M r / M .Быстро затухающие параметры гистерезиса для более мелких зерен наблюдались также для неотожженных синтетических образцов (рис. 2b, 2d и 2f). Это наблюдение следует принять во внимание в будущих теориях магнитных пород и микромагнитном моделировании.}

[40] Температурная зависимость M _s для MORB указывает на то, что образцы окисляются при повышении температуры (рис. 5b). Несмотря на это ограничение, на графиках SC результаты для MORB, содержащих титаномагнетит, формируют тенденции немного меньшей остаточной намагниченности с гораздо более высокой коэрцитивной силой, чем для габбро, содержащих магнетит (рис. 6b).Вероятно, что гораздо более высокие значения B _c для MORB являются результатом значительного магнитострикционного вклада. Обратите внимание, что магнитострикционная энергия является основным фактором коэрцитивности в богатом титаном титаномагнетите при T ₀ [ Sahu and Moskowitz , 1995].

4.2. Результаты при низких температурах

[41] Интерпретация высокотемпературного поведения не может быть напрямую переведена на низкотемпературные результаты из-за усложняющего эффекта температурной зависимости K (константа магнитокристаллической анизотропии), которая меняет знак примерно в изотропной точке T _i [ Syono and Ishikawa , 1963; Kakol et al., 1991]. Магнетит также испытывает фазовый переход при переходе Фервея T _v . T _i и T _v составляют 135 K и 119–121 K для стехиометрических магнетитов соответственно.

[42] Результаты гистерезиса как для природных, так и для синтетических образцов показывают сильную температурную зависимость. При понижении температуры с T ₀ до ниже T _v прямоугольность увеличивается (рисунки 8, 10 и 12).В некоторых образцах прямоугольность приближается к 0,5, идеальному значению для SD-подобного поведения, когда доминирует одноосная анизотропия [ Stoner and Wohlfarth , 1948]. В частности, для отожженных синтетических образцов график SC служит гранулометрическим индикатором с более высоким значением B _c по мере уменьшения размера зерна (рисунки 10a и 10b).

[43] Для синтетических образцов результаты для ZFC и FC следуют совершенно разными путями на графиках SC (рисунки 10a и 10b).Чаще всего они имеют тенденцию расходиться ниже T _v . Ниже T _v результаты для ZFC смещаются в сторону более высокой коэрцитивной силы, но меньшей прямоугольности, чем FC для магнетита SD / PSD. Противоположное поведение наблюдается для магнетита МД (16,9 мкм). Поскольку M _s не имеет признаков температурной зависимости, температурная зависимость M _r и B _c была единолично ответственна.Действительно, при данной температуре образцы ZFC достигли более высоких значений B _c , но более низких значений M _r , чем FC (1 T) (Рисунок 9). Эти тенденции являются универсальными для всех зерен SD / PSD как для отожженных, так и для неотожженных образцов (рис. 789–10). Аналогичная зависимость FC / ZFC была обнаружена для синтетических магнетитов PSD [ Kosterov , 2001, 2002; Смирнов, Тардуно , 2002].

[44] Ниже T _v единственное физическое различие между ZFC и FC — это легкое смещение оси в состоянии FC.При охлаждении через T _v одна из граней куба высокотемпературной кубической фазы становится моноклинной осью c , которая также является новой легкой магнитной осью. Когда приложенное поле присутствует во время охлаждения через T _v , поле ограничивает ось c одним из трех краев куба, ближайшим к направлению приложенного поля. В результате ограниченного выбора образец FC достигает более высокой остаточной намагниченности.Однако его мягкий B _c трудно объяснить. Одним из объяснений является существование упорядоченных моноклинных двойников, снижающих вероятность перемещения доменных стенок [например, Kosterov , 2002]. Но тогда это сделало бы B _c сложнее.

[45] Неясно и существование моноклинной двойниковой фазы. Последние достижения в области методов визуализации, основанные на магнитно-силовой микроскопии [ Moloni et al., 1996], рентгеновские карты синхротронного излучения [ Medrano et al. , 1999] или дифракцией Брэгга [ Baruchel et al. , 2001] в целом подтверждают существование моноклинной фазы. Однако эти результаты визуализации были получены для магнетитов миллиметрового размера, что ограничивает их обобщение на субмикронных магнетитах [см. Также Kosterov , 2002]. Фактически, наименьший размер магнетита, в котором упоминалось образование двойниковых доменов, составляет более 5 мкм [ Medrano et al., 1999]. Обнаружение моноклинных двойниковых доменов для субмикронного магнетита — необходимый шаг в решении этой загадки.

[46] Ожидается, что отжиг снижает напряжение, вызывая гораздо меньшую прямоугольность и B _c при T ₀ . Результаты соответствуют прогнозу во всем исследованном диапазоне температур (рисунки 7 и 8). Увеличение объемной концентрации приводит к более сильному взаимодействию, что приводит к увеличению прямоугольности, а также B _c (Рисунки 7 и 8).Однако для магнетитов 16,9 мкм эта тенденция обратная (рис. 8d), что указывает на то, что взаимодействие менее важно для MD. Еще одним сюрпризом является существование дихотомии между ZFC и FC независимо от условий отжига или объемной концентрации (рис. 8).

[47] Магнетит толщиной 16,9 мкм уникален в четырех отношениях, два из которых уже обсуждались, но кратко описаны. Во-первых, он показывает более высокие значения B _c и M _r для ZFC до менее T _v (рисунки 7f и 7g).Во-вторых, увеличение объемной концентрации уменьшило прямоугольность и B _c (Фигуры 8d и 8e). В-третьих, небольшой провал при T _v виден для всего магнетита размером 16,9 мкм, независимо от их отожженного состояния и объемной концентрации (рисунки 7f и 7g), что свидетельствует о неэффективности отжига для устранения напряжения. Также обратите внимание, что увеличение B _c и M _r для 16.9 мкм при температуре ниже T _v не было столь значительным, как для образцов PSD. В-четвертых, как на графиках SC, так и на дневных диаграммах параметры гистерезиса сначала мигрируют в сторону MD-области (более низкая остаточная намагниченность и коэрцитивная сила), а затем мигрируют в противоположном направлении (рисунки 8d и 8e). Неуклонное снижение B _c и M _r при сохранении равного M _s при 300–160 K вызывает очевидные миграции в сторону MD состояния.

[48] Какая анизотропия доминирует при низких температурах? На основе отношений осей (т.е. более 1,3) для синтетических образцов ожидалось преобладание анизотропии формы по сравнению с другими конкурирующими анизотропиями. Поскольку анизотропия формы в основном зависит от M _s , которое почти не зависит от температуры при низких температурах, анизотропия формы вряд ли будет зависеть от температуры. Оба B _c и M _r действительно были почти постоянными для субмикронных магнетитов от T ₀ до 120 K, что указывает на доминирующую анизотропию формы (Рисунок 9).Однако значения B _c и M _r уменьшились при охлаждении с T ₀ до 120 K для 1,06 мкм и 16,9 мкм, достигнув минимума при 120 K после внезапного скачка ниже 120 К.

[49] Все наши синтетические магнетиты PSD показывают резкое увеличение B _c и M _r ниже T _v (Рисунки 7 и 9).Два наблюдения особенно интересны. Во-первых, B _c и M _r показывают резкий скачок около T _v не около T _i K куб. поменять знак и стать нулевым. Во-вторых, значения B _c оставались почти постоянными около T _i , хотя K ₁ приближалось к нулю.Среди возможных источников энергии анизотропии, температурная зависимость констант кубической и моноклинной магнитокристаллической анизотропии [ Syono and Ishikawa , 1963; Abe et al. , 1976; Kakol et al. , 1991] наилучшим образом соответствует нашим результатам по величине прыжков для B _c и M _r . Магнитокристаллическая анизотропия становится намного больше анизотропии формы только при T _v , несмотря на то, что K ₁ (кубическая) обращается в ноль при T _i .Для температурных интервалов между T _v и T _i анизотропия формы по-прежнему доминирует. Обратите внимание, что температурная зависимость кубических и моноклинных магнитокристаллических констант показывает резкий скачок при охлаждении до T _v [например, см. Abe et al. , 1976]. В целом, для образцов PSD анизотропия формы контролирует гистерезисные свойства в кубической фазе (выше T _i ).При понижении температуры эта кубическая фаза сначала претерпевает существенные изменения при T _i , но при T _v решающим фактором становится большое увеличение магнитокристаллической анизотропии.

[50] К сожалению, такая интерпретация работает только для образцов, содержащих магнетит. В результатах гистерезиса для MORB отсутствует низкотемпературный переход Вервея, но показано непрерывное увеличение B _c , B _cr и M _r при понижении температуры (Рисунок 11) .В этих образцах сильная тепловая зависимость магнитострикционной энергии ответственна за их различное поведение [ Moskowitz et al. , 1998; Костеров , 2002]. Кроме того, тушение от SP к SD является еще одним вероятным источником, который резко меняет их магнитные свойства (Рисунок 11).

[51] Результаты для компьютерной графики открывают еще одну загадку в нашем понимании гистерезисного поведения. В отличие от синтетических образцов, нет никакой разницы между ZFC и FC в B _c и M _r (рисунки 11a и 11c).На первый взгляд вполне вероятно, что за такое интересное поведение отвечает высокое соотношение сторон магнетитов в CG [ Yu and Dunlop , 2002]. Однако это противоречит недавнему теоретическому моделированию [ Carter-Stiglitz et al. , 2002], который показывает переход остаточной намагниченности при T _v даже для бесконечно вытянутого зерна. Альтернативным решением может быть различие в составе, поскольку даже небольшие количества нестехиометрии или второстепенных катионов подавят T _v , практически не влияя на T _c .Интенсивное микрозондирование на магнетитах CG обнаружило комбинированные второстепенные элементы (Si и Mg) не более 2% [ Yu and Dunlop , 2002], что может помочь подавить переход Вервея и объяснить результаты остаточной намагниченности (рис. 11).

4.3. График SC в зависимости от графика дня

[52] После Day et al. [1977], теперь принято строить график отношения остаточной намагниченности или прямоугольности ( M _r / M _s ) в зависимости от коэффициента коэрцитивности ( B _cr / В _с ).В некоторых случаях дневной график диагностирует различные состояния домена, такие как MD, PSD, SD, SP или их смеси [ Day et al. , 1977; Джи и Кент , 1995, 1999; Tauxe et al. , 1996; Dunlop , 2002a, 2002b; Fabian , 2003; Lanci and Kent , 2003]. Несмотря на эти успехи, все еще существуют наборы данных, которые выходят за рамки традиционной интерпретации (например, рис. 4) [ Tauxe et al. , 2002]. Эта неоднозначность возникает в основном из-за того, что гистерезисные свойства контролируются многими конкурирующими факторами, такими как состав, размер зерна, форма зерна и напряжение.

[53] Чтобы преодолеть эту неопределенность и лучше отобразить гистерезисные свойства, особенно когда существует более чем порядок изменения значений B _c или B _cr в заданном данных, другие схемы построения были разработаны путем замены B _cr / B _c на B _c или B _cr , а именно График прямоугольности-коэрцитивности (SC) или график прямоугольности-остаточной коэрцитивности (SRC) [ Kent and Gee , 1996].Используя график SC [ Kent and Gee , 1996; Dunlop et al. , 1997; Xu et al. , 1998; Tauxe and Love , 2003] или сюжет SRC [ Kent and Gee , 1996; Carlut and Kent , 2002], сложные гистерезисные свойства были объяснены лучше. Комбинированная версия графиков SC и SRC была построена в трехмерном виде путем построения графика зависимости прямоугольности от B _c от B _cr [ Borradaile and Lagroix , 2000a, 2000b; Borradaile and Hamilton , 2003; Lagroix and Borradaile , 2000].

[54] График SC получил строгое научное значение, когда было предоставлено физическое обоснование [ Tauxe et al. , 2002]. График SC имеет преимущества перед графиком Дня в двух смыслах. Во-первых, график SC позволяет четко диагностировать не только размер зерна, но и доминирующую анизотропию. Во-вторых, график SC легче получить, потому что определение B _cr не требуется. Обратите внимание, что определение B _cr непосредственно из петли гистерезиса, а не из отдельного эксперимента с задним полем, часто неоднозначно и дает разные результаты в зависимости от экспериментальных процедур [ von Dobeneck , 1996; Fabian and von Dobeneck , 1997].

[55] Удивительно, что график SC без измерений B _cr предлагает гораздо больше информации, чем дневная диаграмма (рисунки 4, 6, 8, 10, 12 и 15). Это особенно заметно, когда результаты гистерезиса были собраны для всех размеров зерен синтетических образцов (рисунки 4 и 10). Четкая дихотомия между результатами ZFC и FC исчезает на дневной диаграмме (рисунки 10c и 10d). Разница между образцами, содержащими титатомагнетит и магнетит, лучше видна на графике SC (рис. 4).Эффекты объемной концентрации и FC / ZFC также лучше распознаются на графиках SC (рис. 8). Почему сюжет «Дня» находится в невыгодном положении? Это потому, что B _c и B _cr имеют аналогичную температурную зависимость. Когда используются их соотношения, дневной график маскирует важную магнитную информацию о горных породах.

Расшифровка потерь гистерезиса в двигателях постоянного тока с помощью кривой намагничивания BH

Ищете подходящий материал и технологию для вашего проекта по металлу? Вы можете многое узнать о свойствах ферромагнитного материала , изучая его петлю магнитного гистерезиса.Вы также можете узнать, как минимизировать потери в машинах постоянного тока (и, возможно, даже в переменном токе!).

Петля гистерезиса показывает взаимосвязь между наведенной плотностью магнитного потока (B) и силой намагничивания (H). Вот откуда взялась печально известная кривая BH. Мы объясним алфавитный суп более подробно через минуту.

Если вы хорошо знакомы с электромагнитными материалами, забудьте эту статью. Но если вам интересно, как петля магнитного гистерезиса применима к порошковому металлу и вашему проекту, читайте дальше.

Гистерезисные потери в двигателях постоянного тока: теория магнитной области

Прежде чем обсуждать типичную кривую ЧД, стоит кратко осветить теорию магнитных доменов . Быстро — обещаю!

Магнитные домены похожи на структуру зерен всех металлов, только меньше. Думайте о них как о мини-магнитах в материале.

Домены случайным образом ориентированы в немагнитном ферромагнитном материале, который эффективно нейтрализует любой суммарный магнитный момент.

У полностью магнитонасыщенного материала все домены будут выровнены в одном направлении (скажем, вверху этой страницы). Полностью размагниченный материал будет иметь различные домены, случайно ориентированные в двух измерениях страницы, компенсируя друг друга. Очевидно, что магнетизм — это трехмерное явление, но можно применить ту же аналогию.

Как это связано с кривой намагничивания ЧД?

Кривая BH (по сути, другой способ обозначить петлю гистерезиса) представляет собой необходимое приложенное поле (ось x), необходимое для достижения определенного уровня магнитной индукции (ось y).С точки зрения теории доменов, микроскопические домены переориентируются в направлении приложенного поля, таким образом преодолевая некоторую их случайную ориентацию.

При приложении достаточного поля все домены будут ориентированы в одном направлении и металл достигнет магнитного насыщения . Дальнейшее увеличение приложенного поля не изменит ориентацию домена.

Итак, магнетизм — это не какое-то крупномасштабное изменение материала, а скорее музыкальные стулья из микроскопических магнитных доменов.

Таблица потерь гистерезиса в двигателях постоянного тока

Таблица ниже представляет большинство ферромагнитных материалов (полностью размагниченных или подвергнутых магнитному отжигу перед испытанием).

Это показывает ток, создающий магнитный поток на материале образца. С увеличением тока наведенный магнитный поток также увеличивается. При нормальных уровнях приложенного поля, когда поле уменьшается до нуля, в образце остается некоторый остаточный магнетизм. Для эффективного размагничивания материала требуется определенный уровень тока в противоположном направлении.

Это отсутствие обратимости называется гистерезисом; это фактически означает потерю энергии во время цикла намагничивания-размагничивания. Вот почему начальная кривая намагничивания не восстанавливается, когда приложенный ток уменьшается до нуля. Гистерезис постоянен, а постоянные потери в машинах постоянного тока являются формулой неэффективности.

Итак, от каких факторов зависят потери гистерезиса? Давайте начнем с разбивки каждого элемента этой диаграммы, показывающей кривую BH магнитного материала:

● µ max — наклон начальной кривой намагничивания обозначается как «µ» или проницаемость материала.Часто материал характеризуется максимальной проницаемостью, µ max . Это просто мгновенный максимальный наклон кривой намагничивания.

● Br — остаточный магнетизм для данных условий, когда приложенное поле выключено. Относительно доменов, о которых мы говорили ранее, это показывает, сколько доменов остаются переориентированными в результате приложенного поля.

● Hmax — магнитная сила (измеряется в эрстедах).Это измеряет максимальную магнитную напряженность, приложенную к металлу.

● Bmax — плотность магнитного потока (измеряется в килогауссах). Это определяется как величина магнитного потока в области, перпендикулярной направлению потока.

● Уровень индукции — уровень, до которого материал намагничивается внешним полем. Измеряется в гауссах, килогауссах или теслах.

● Hc — коэрцитивная сила материала. Если у вас есть материал, который нужно перевернуть с плюса на ноль, это количество энергии, которое вы должны вложить, чтобы повернуть его вспять.Чем меньше число, тем меньше энергии вы должны потреблять.

● Прикладное поле — какой ток (он же энергия) нужно приложить, чтобы получить определенное напряжение? Измеряется в эрстедах.

● Visa bar — идеальный материал будет бесконечно вверх и бесконечно опускаться на этой диаграмме без расширения. Это физически невозможно, поэтому эта планка является показателем качества материала.

Обратите внимание, что кривая BH имеет зеркальный вид выше и ниже оси x.Это означает, что направление тока не влияет на магнитное поведение.

H (в Эрстеде) = (ток в амперах x 1,777 x количество витков вторичной обмотки) / длина магнитного пути

Хотя приведенная выше кривая предназначена для магнитных испытаний постоянным током; его также можно использовать для оценки приложений переменного тока, таких как потери на гистерезис в материалах асинхронных двигателей. Во многих случаях кривая переменного тока начнет искажаться относительно кривой BH постоянного тока. Это искажение является результатом вихревых токов, генерируемых исследуемым материалом.

Оставаясь в петле гистерезиса

Петля гистерезиса показывает, что намагничивание легче для материалов, содержащих крупные частицы.

Более конкретно и что более важно, чтобы материал был магнитомягким, его петля гистерезиса должна быть как можно более тонкой и высокой. Для вашего материала это означает:

• Низкая коэрцитивная сила
• Высокая магнитная проницаемость
• Высокое значение индукции насыщения

Поскольку магнитотвердые материалы трудно размагнитить, их внешнее магнитное поле будет длиться бесконечно (по крайней мере, до тех пор, пока их не размагнитит внешний источник).По этой причине они используются в приложениях, где постоянное намагничивание является обязательным:

• Устройства памяти
• Динамики
• Датчики
• Магнитная запись

Мягкие магниты благодаря их способности легко намагничиваться и размагничиваться делают их идеальными кандидатами для применения как переменного, так и постоянного тока. Кривая «BH» выше представляет собой метод для оценки магнитных характеристик материалов как в условиях постоянного, так и переменного тока. Это полезно, потому что оно быстро показывает магнитные характеристики материала и может быть легко использовано для сравнения его с другими.

Магнитомягкие материалы широко используются в качестве сердечников в трансформаторах и индукторах для усиления и / или направления создаваемого магнитного потока. Рассеяние энергии в магнитном сердечнике во время его цикла намагничивания и размагничивания называется потерями в сердечнике. Эти потери не являются большой проблемой для твердых магнитов, но они имеют решающее значение для эффективности магнитомягких применений — и могут контролироваться с помощью правильного выбора материала. Представьте, что у вас есть точный контроль над потерями в сердечнике статора!

Данные, показанные для M47 и M19, основаны на одинарном ламинировании.Однако большинство статоров двигателей не состоят из отдельных листов. Прочтите больше, чтобы узнать о ламинировании отдельных листов в сравнении с ламинированными сборками.

Гистерезис потери

Потери в сердечнике обычно делятся на три типа:

• Гистерезис потерь
• Вихретоковые потери
• Потери в проволоке

Гистерезисные потери возникают из-за движения доменных стенок назад и вперед под петлей намагничивания-размагничивания. Присутствие примесей, дефектов и других особенностей в металлическом блоке может увеличить эти потери.Они показывают линейную зависимость от частоты приложенного поля.

Потери на вихревые токи — это потери, возникающие при переменном токе ферромагнитных материалов. Думайте о них как о сопротивлении материала изменяющимся магнитным полям. В частности, вихревые токи противодействуют переменному току и выделяют тепло с ферромагнитным материалом. Эти потери могут стать значительными по мере увеличения рабочей частоты.

Потери в проводе — это, как следует из названия, неэффективность, вызванная нагревом медной проволоки.Во время этого нагрева расходуется энергия. Один из способов подумать об этой потере — это то, как сильно нагревается бытовой удлинитель, если он был включен долгое время. Однако, в отличие от удлинителя, потери в меди в устройствах переменного тока учитываются в конструкции.

Преимущества материала мягкого магнитного двигателя

Теперь, как минимизировать или уменьшить потери на гистерезис? Порошковая металлургия привлекла интерес инженеров и покупателей , желающих разработать новые и усовершенствованные электромагнитные изделия как для переменного, так и для постоянного тока.Для постоянного тока лучше всего подходят спеченные магнитомягкие материалы. Приложения переменного тока лучше всего реализовать с помощью магнитомягких композитов.

В любом случае порошковая металлургия становится все более популярной благодаря ее низким производственным затратам, минимальным отходам материалов и простоте вторичной переработки. Растущий интерес к композитам на основе железа в электрических устройствах, таких как двигатели, отчасти объясняется целым рядом впечатляющих свойств.

У

SMC есть несколько преимуществ перед ламинированными стальными листами, например:

• Простое формообразование (как переменный, так и постоянный ток)
• Превосходное решение для снижения потерь на вихревые токи (приложения AC / SMC)
• Высокая магнитная проницаемость (постоянный ток / спеченные магниты)
• Более высокое сопротивление (приложения AC / SMC)

Кривая намагничивания BH: порошковый металл против.Электротехническая сталь

Посмотрите на различия в кривых BH пластин электротехнической стали и магнитомягких композитов (SMC):

В приведенной выше таблице ламинированная сталь представляет собой спеченный материал из чистого железа, уплотненный до плотности 7,2 г / см³. Вывод состоит в том, что магнитный композитный материал имеет более низкую проницаемость и требует большего тока для достижения того же уровня индукции; Несомненный недостаток для SMC.

Вот почему вы слышите критику, что SMC имеют более высокие потери на гистерезис по сравнению со стальными пластинами.Предполагается, что гистерезисные потери генерируют тепло до первой степени частоты.

Но гистерезисные потери — это только одна составляющая общих потерь в устройствах переменного тока. Вторая и часто более значительная потеря — это так называемые потери на вихревые токи. Это результат приложенного переменного тока, вызывающего циркулирующие токи в ферромагнитном материале.

Предполагается, что потери на вихревые токи генерируют тепло пропорционально рабочей частоте, увеличенной до второй мощности.Это означает, что потери на вихревые токи часто преобладают на высоких частотах.

( Примечание : Одно магнитное качество, не упомянутое выше? Индукция насыщения или максимальный магнитный поток, который может сохранять материал. Это функция плотности. Обработка не изменит эту характеристику.)

Сравнение кривых намагничивания ЧД по частоте

В недавней экспериментальной работе изучалась кривая гистерезиса для материала SMC при различных частотах.Цель? Чтобы увидеть, как кривая ЧД меняла форму с изменяющимися частотами. На следующей диаграмме показано сравнение кривых BH на разных частотах:

Мы, , думаем, , что эта диаграмма показывает, что для магнитомягких порошковых материалов форма и относительное положение ЧД для каждой частоты остается почти точно поверх друг друга. Это означает, что основные потери для SMC на тестируемых частотах почти полностью связаны с гистерезисными потерями.

Да, полностью исключить все потери на вихревые токи невозможно, но они вносят незначительный вклад в SMC вплоть до предполагаемого предела
конструкции. Вот почему SMC превосходит многослойную сталь в высокочастотных приложениях.

Теперь давайте подумаем, как можно улучшить различные магнитные свойства, представленные кривой BH, и, следовательно, улучшить характеристики вашего продукта :

Проницаемость для компонентов

Вы можете улучшить проницаемость компонента на

• Увеличение плотности
• Легирование чугуна фосфором или кремнием
• Минимизация поглощения углерода или азота во время спекания
• Повышение чистоты чугуна
• Минимизация любой последующей обработки детали (калибровка, обработка и т. Д.)

Некоторые из этих качеств применимы как к магнитно-мягким композитным материалам, так и к спеченным магнитно-мягким материалам. Если деталь требует вторичной обработки, деталь можно отжечь, чтобы избежать побочных эффектов.

Максимальная индукция материала

Вы можете улучшить максимальную индукцию с помощью:

• Увеличение плотности детали
• Повышение чистоты чугуна
• Минимизация любой последующей обработки

Остаточный магнетизм

Остаточный магнетизм (ч) можно улучшить за счет тех же факторов, которые улучшают проницаемость.Также называется остаточной намагниченностью, его можно использовать для создания магнитной памяти в магнитных запоминающих устройствах.

Коэрцитивная сила

Вы можете уменьшить коэрцитивную силу с помощью:

• Легирование фосфором или кремнием
• Минимизация поглощения углерода или азота во время спекания
• Минимизация любой последующей обработки
  

Хотите более подробно изучить мягкие магнитные материалы?

Качество магнитомягких композитов и то, соответствуют ли они вашим конструктивным требованиям, в значительной степени отражаются на петле гистерезиса.

Если вам нужна дополнительная помощь в понимании того, как магнетизм и выбор материала влияют на производительность вашего продукта, свяжитесь с нами.

Если вы или ваша команда инженеров хотите провести дополнительные исследования магнетизма и материалов, попробуйте эти дополнительные материалы о взаимосвязи магнетизма и порошковых металлов, а также наше бесплатное наглядное руководство по SMC и эффективности двигателей.

(Примечание редактора: эта статья была первоначально опубликована в ноябре 2018 г. и недавно была обновлена.)

Петля гистерезиса и испытания материалов с постоянными магнитами

Под постоянным магнитом понимается материал, который остается магнитным даже после снятия приложенного магнитного поля. Постоянные магниты, используемые в динамиках, двигателях и генераторах, датчиках и исполнительных механизмах, должны хорошо работать в конкретных условиях, требуемых приложением. Неблагоприятные условия, такие как присутствие других магнитных полей или параметров, чувствительных к температуре, влияют на характеристики материала.

Хотя постоянные магниты остаются магнитными, они обладают характеристиками, затрудняющими работу с ними. Гистерезис относится к отложенному отклику на приложенный стимул, такой как приложенное магнитное поле (H) с задержанной намагниченностью или плотностью магнитного потока (B). Петля гистерезиса сообщает нам информацию о магнитных свойствах материала, показывая взаимосвязь между наведенной плотностью магнитного потока (B) и приложенной магнитной силой (H).

Изучение размера и формы петли гистерезиса позволяет понять, какой у нас материал. Все параметры, которые можно увидеть в таблице данных, основаны на этом. Для постоянных магнитов нужно, чтобы петля гистерезиса была как можно шире: высокое Hci и высокое Br. На самом деле существует всего четыре материала, которые соответствуют требованиям: альнико, феррит, SmCo (самарий-кобальт) и NdFeB (неодим).

Цикл начинается с рассмотрения намагниченности насыщения (Ms) или максимальной величины намагниченности (M), которую можно получить из определенного материала, даже если было приложено большее магнитное поле.Когда приложенное магнитное поле уменьшается, обнаруживается, что некоторая намагниченность все еще остается. Это называется остаточной намагниченностью (Br). Остаточная намагниченность — фундаментальная характеристика постоянных магнитов.

Для тщательного тестирования материала необходимо получить отрицательный результат в полевых условиях. Поле, необходимое для уменьшения намагниченности до нуля, часто называемое «сопротивлением намагничиванию», обычно обозначается как Hci. Hci помогает понять, как материал будет работать в неблагоприятной окружающей среде, например, при наличии других магнитных полей или с параметрами, чувствительными к температуре.

Основная петля гистерезиса относится к полностью пропитанному материалу. Вы хотите использовать постоянный магнит, который был полностью насыщен. Основная петля гистерезиса дает вам полную информацию; однако очень сложно получить всю петлю, потому что магнитных полей недостаточно, поэтому обычно измеряется область между остаточной намагниченностью (Br) и Hci — область, в которой работает большинство магнитов и где находятся интересные данные.

Для получения более подробной информации просмотрите архивный веб-семинар, организованный MCMA Understanding Magnetic Technology — Magnetics 101, в котором участвует доктор Стэн Траут, ведущий специалист в области магнетизма. Вебинар представляет собой краткий обзор теории магнитного поля и ферромагнетизма, а также знакомит с основными свойствами постоянных магнитов. Информация в этом посте была взята из презентации доктора Траута.

Присоединяйтесь к нам 11-13 октября на TechCon в Новом Орлеане. Нажмите сюда, чтобы узнать больше!

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.

No related posts.