Общие сведения о магнетизме. Любое вещество, помещенное в магнитное поле, приобретает магнитный момент. Намагничивание вещества характеризуют магнитная индукция В(Тл), напряженность магнитного поля Н(А/м), намагниченность J(А/м), магнитная восприимчивость K, магнитная проницаемость µ, магнитный поток Ф(Вб). Намагниченность связана с напряженностью магнитного поля соотношением: J=k*H
Магнитная индукция в веществе определяется суммой индукции внешнего и собственного магнитных полей: B=B0+B(вн.п.)=µ(0)H+µ(0)J=µ(0)(H+J),где µ(0)=4π*10^7-магнитная постоянная,Гн/м.
Объединив выражения, получим: B=µ(0)H(1+k)=µ(0)µ(r)H, где µ(r)=1+k=B/(µ(0)H)-относительная магнитная проницаемость.
В соотв. С магнитными св-вами все материалы делятся на диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики, антиферромагнетики, ферримагнетики.
Диамагнетики-вещества, которые намагничиваются противоположно приложенному полю и ослабевают его, т.е. имеют k<0(от 10^-4 до 10^-7). Диамагнетизм присущ всем веществам, но выражен слабо; к диамагнетикам относят все инертные газы, переходные металлы(бериллий, цинк, свинец, серебро), полупроводники(германий, кремний), диэлектрики(полимеры, стекла),сверхпроводники.
Парамагнетики, вещества, которые имеют k>0(от 10^-2 до 10^-5) и слабо намагничиваются внешним магнитным полем. К парамагнетикам относятся металлы, атомы которых имеют нечетное число валентных электронов(калий, натрий, алюминий), переходные металлы(молибден, вольфрам, титан,платина) с недостроенными электронными оболочками атомов.
Ферромагнетики-вещества, между атомами которых возникает обменное взаимодействие, в результате которого энергетически выгодным в зависимости от расстояния становится параллельная ориентация магнитных моментов соседних атомов (ферромагнетизм) или антипараллельная(антиферромагнетизм). Под действием обменных сил параллельная ориентация магнитных моментов атомов ферромагнитного вещества происх. В определенных областях, наз. Доменами.Ферромагнетики легко намагничиваются в слабых м.п., характеризуются большим значением магнитной восприимчивости(до 10^6), а также ее нелинейной зависимостью от напряженности поля и температуры. Железо, никель, кобальт и редкоземельный металл гадолиний отн-ся к ферромагнитным металлам.
Антиферромагнетиками наз. Материалы, в кот. Во время обменного взаимодействия соседних атомов происходит антипараллельная ориентация их магнитных моментов. Т.к.магнитные моменты соседних атомов взаимно компенсируются, антиферромагнетики не обладают магн.моментом, а хар-ся магнитной восприимчивостью, кот. Близка к восприимчивости парамагнетиков.
К ферримагнетикам относят в-ва, в кот.обменное взаимодействие осуществл.не непосредственно между магнитоактивными атомами, а ч-з немагнитный ион кислорода. Такое взаим-ие наз. Косвенным обменным или сверхобменным. Такое взаимодействие приводит к антипараллельной ориентации магн.моментов соседних ионов(в большинстве случаев).
Магнитные материалы. Магнитным называют материал, применяемый в технике с учетом его магнитных свойств. Общепринято выделение 2 основных групп магнитных материалов-магнитомягкие и магнитотвердые; в 3 группу включают материалы спец.назначения, имеющие сравнительно узкие области применения. Характерными св-вами магнитомягких материалов являются их способность намагничиваться до насыщения даже в слабых полях(высокая магнитная проницаемость) и малые потери на перемагничивание. Магнитотвердые материалы (материалы для постоянных магнитов) обладают большой удельной энергией. Эта энергия тем больше, чем больше остаточная индукция Br и коэрцитивная сила Hc материала.
Процессы намагничивания материалов обеих групп протекают аналогично, но количественное соотношение процессов смещения границ доменов и вращения различно. Процессы смещения границ доменов требуют меньших затрат энергии, чем процессы вращения. В магнитомягких материалов намагничивание происх.в основном за счет смещения границ доменов, а в магнитотвердых-за счет вращения вектора намагниченности. Однако, это не всегда так(например, для высококоэрцитивных (магнитотвердых) материалов на основе редкоземельных металлов процессы смещения границ доменов превалируют над процессами вращения).
