Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Bolesław AUGUSTYNIAK 1 Ferromagnetyzm 2 Bolesław AUGUSTYNIAK Właściwości magnetyczne litych ferromagnetyków.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Bolesław AUGUSTYNIAK 1 Ferromagnetyzm 2 Bolesław AUGUSTYNIAK Właściwości magnetyczne litych ferromagnetyków."— Zapis prezentacji:

1 Bolesław AUGUSTYNIAK 1 Ferromagnetyzm 2 Bolesław AUGUSTYNIAK Właściwości magnetyczne litych ferromagnetyków

2 Bolesław AUGUSTYNIAK 2 2 Spis zagadnień Energia wewnętrzna ferromagnetyka Struktura domenowa Ruch granicy domenowej Pętla histerezy magnetycznej

3 Bolesław AUGUSTYNIAK 3 Ferromagnetyk podzielony jest na domeny magnetyczne Struktura domenowa to kompromis: minimalizacja całkowitej energii obszaru ‘namagnesowanego’ [1] Struktura domenowa monokryształu żelaza

4 Bolesław AUGUSTYNIAK 4 Typy domen i granic (dla monokryształu Fe) Domena domykająca Granica 90 o Granica 180 o Struktura domenowa dla monokryształu Fe [1]

5 Bolesław AUGUSTYNIAK 5 Składniki energii wewnętrznej Uwaga: energie od 1) do 4) to są gęstości energii (J/m 3 ) energia 5) – gęstość energii powierzchniowej (J/m 2 )

6 Bolesław AUGUSTYNIAK 6 Energia wymiany Energia wymiany W w wynika z efektów kwantowych i jest odpowiedzialna za spontaniczne magnesowanie wewnątrz domeny, gdyż jest ona minimalna przy równoległym ustawieniu momentów magnetycznych sąsiednich atomów.

7 Bolesław AUGUSTYNIAK 7 Energia magnetostatyczna Energia Ws związana jest z oddziaływaniem pola magnetycznego zewnętrznego H na obszar namagnesowany – W sh oraz z energią własnego magnetycznego wytwarzane przez dany obszar - W sd. Pole własne zwiększa energię układu a tym samym przeciwdziała magnesowaniu. Ten efekt opisuje się za pomocą pola demagnetyzującego o natężeniu H d. Pole to jest proporcjonalne do namagnesowania M danego obszaru. Współczynnik demagnetyzacji N zależy od kształtu ciała i kierunku namagnesowania względem osi głównych tego ciała. He – ‘efektywne’ pole wewnątrz obszaru. Im większy jest N, tym mniejsze jest natężenie pola wewnątrz materiału !

8 Bolesław AUGUSTYNIAK 8 Współczynnik demagnetyzacji N Zależności od współczynnika kształtu m [3]

9 Bolesław AUGUSTYNIAK 9 Energia anizotropii magnetokrystalicznej Energia Wa związana jest z położeniem wektora namagnesowania względem kierunków krystalograficznych. Dla sieci kubicznej gęstość energii wyznacza się według następującego wyrażenia: gdzie α i są odpowiednio kosinusami kierunkowymi dla kątów między wektorem namagnesowania a osiami krystalograficznymi typu a współczynniki K 1 i K 2 są stałymi anizotropii magnetokrystalicznej, charakterystycznymi dla danego materiału. Dla żelaza stałe te wynoszą: K 1 = 4,5 ·10 4 a K 2 = 1,5· 10 4 [J/m 3 ] Wykres kątowy zależności energii W a dla płaszczyzny oraz dla bryły (K 1 > 0) UWAGA: dla Ni – stała K 1 jest ujemna (K1 = - 5, J/m 3 -> inny jest kierunek ustawienia momentów magnetycznych względem osi krystalograficznych w Fe w porównaniu z Ni

10 Bolesław AUGUSTYNIAK 10 Konsekwencje znaku K 1 dla kierunku M w krysztale K 1 >0K 1 <0

11 Bolesław AUGUSTYNIAK 11 Granice między domenami Zmiana kierunku momentów magnetycznych w granicy 180 o typu Blocha

12 Bolesław AUGUSTYNIAK 12 Energia granicy domenowej

13 Bolesław AUGUSTYNIAK 13 Energia magnetosprężysta

14 Bolesław AUGUSTYNIAK 14 Energia magnetosprężysta 2

15 Bolesław AUGUSTYNIAK 15 Magnetostrykcja dla monokryształu Fe i Ni

16 Bolesław AUGUSTYNIAK 16 Magnesowanie materiału litego

17 Bolesław AUGUSTYNIAK 17

18 Bolesław AUGUSTYNIAK 18 Struktura Fe-Si [3]

19 Bolesław AUGUSTYNIAK 19 Struktury domenowe 2 [1]

20 Bolesław AUGUSTYNIAK 20 Wpływ pola magnetycznego na strukturę magnetyczną Ruch granicy domenowej Obrót magnetyzacji Pętla histerezy B(H)

21 Bolesław AUGUSTYNIAK 21 Pętla histerezy magnetycznej ferromagnetyka a-b: pierwotne magnesowanie (po rozmagnesowaniu) b–c : podczas zmniejszania B 0 do zera  pole koercji H c c–d : podczas zwiększania B 0 do maksymalnej wartości (przeciwny kierunek); d-e-c: zmiana B 0 od – max do + max. Trzy procesy występujące podczas magnesowania: 1. odwracalne przemieszczenie granic domen 2. nieodwracalne przemieszczenie granic domen (efekt Barkhausena) 3. obrót wektorów namagnesowania w kierunku zewnętrznego B

22 Bolesław AUGUSTYNIAK 22

23 Bolesław AUGUSTYNIAK 23 Pętla histerezy 2

24 Bolesław AUGUSTYNIAK 24 Pętla histerezy 3 mm

25 Bolesław AUGUSTYNIAK 25 Pętla histerezy 4 Małe i duże pętle histerezy

26 Bolesław AUGUSTYNIAK 26 Magnesowanie - Fe Ruch granicy domenowej

27 Bolesław AUGUSTYNIAK 27 Ruch granicy domenowej – pokonywanie defektów [Electronic Materials] Kierunek ruchu granicy

28 Bolesław AUGUSTYNIAK 28 Skok granicy domenowej 1- W(x) gęstość energii granicy domenowej 2 g(x) – gradient gęstości energii Skok Barkhausena: odkotwiczenie granicy domenowej od defektu i jej ruch z prędkością dźwięku przez odcinek (bc) Ruch granicy domenowej nie jest utrudniony przez defekty sieci

29 Bolesław AUGUSTYNIAK 29 Magnesowanie Fe-Si Fe-Si (stal transformatorowa) rozmiar rzędu mm, technika Kerra; m/dev/images/dipole1.jpg

30 Bolesław AUGUSTYNIAK 30 Wpływ temperatury na magnesowanie ferromagnetyka Względne zmiany polaryzacji magnetycznej J w funkcji unormowanej temperatury Powyżej temperatury Curie Θ ferromagnetyk staje się paramagnetykiem Temperatury Curie 1- żelazo 770 o C 2- nikiel 358 o C 3- kobalt 1130 o C

31 Bolesław AUGUSTYNIAK 31 Materiały miękkie magnetycznie

32 Bolesław AUGUSTYNIAK 32 Materiał na przekaźniki

33 Bolesław AUGUSTYNIAK 33 Materiały twarde magnetycznie

34 Bolesław AUGUSTYNIAK 34 Magnesy NdFeB

35 Bolesław AUGUSTYNIAK 35 Bolesław AUGUSTYNIAK 35 Źródła [1] Fizyczne podstawy magnetyzmu; A. Morrish, PWN, Warszawa,1970 [2] Introduction to magnetism and magnetic materials; D. Jiles, Chapman and Hall, London, 1991 [3] Ferromagnetism; R. M. Bozorth, D. Van Nostrand Company, Princeton, 1951 [4] Magnetism from Fundamentals to Nanoscale Dynamics; ed. J. Stohr, H.C. Siegmann; Springer, Berlin 2006 [5] [6] [7] [8] [9] [10] Introduction to magnetism and magnetic materials; D. Jiles; Chapman & Hall, London, 1991 [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] Fizyka kwantowa; R. Eisberg, R. Resnick; PWN, Warszawa 1983 [18] [19] Wykłądy z fizyki, t3. ; I. W. Sawieliew; PWN Warszawa 1994


Pobierz ppt "Bolesław AUGUSTYNIAK 1 Ferromagnetyzm 2 Bolesław AUGUSTYNIAK Właściwości magnetyczne litych ferromagnetyków."

Podobne prezentacje


Reklamy Google