Магнитными моментами

Рассмотрим подробнее конкретные марки магнитных сталей и сплавов, применяемых промышленностью для изготовления магнитов, и режимы термической обработки, обеспечивающие структурное состояние, обладающее наилучшими магнитными характеристиками1.

чих темп-р у к-рых от -60 до 170 °С. На основе последних созданы многослойные термомагнитные материалы с лучшими магнитными характеристиками. Т.е. применяются в качестве термокомпенсаторов и терморегуляторов магн. потока в измерит, приборах.

Основными магнитными характеристиками сталей и сплавов являются: остаточная индукция Вг[Гс] (магнитная -.шдукция, сохраняющаяся в металле после его намагничивания и дальнейшего снятия

чину при остаточной намагниченности. По величине и топографии (простран-ственному распределению) Яд в принципе возможно судить о величине и расположении дефекта. Установить точную связь Яд с геометрическими параметрами дефектов и магнитными характеристиками изделий в аналитическом виде не представляется возможным.. Для оценки этой связи пользуются различными моделями и приближениями [18], наиболее распространенные из которых представлены в табл. 6.

нами дефектов различного типа в сталях контролируемой марки. По приведенным выше формулам можно определить зависимость магнитного поля рассеяния дефектов от его геометрических размеров, когда поверхностная плотность зарядов о0 постоянная величина. Абсолютное значение напряженности и градиента магнитного поля находится в прямой зависимости от <т0. Магнитные заряды образуются не только на гранях дефекта, но и в прилегающих к ним областях. В углах дефектов плотность магнитных зарядов повышена. В расчетах абсолютных значений напряженности магнитных полей дефектов следует использовать среднее значение о0, полученное предварительно путем эксперимента на увеличенных моделях дефектов из испытуемого материала. Напряженность магнитного поля, рассеяния дефектов определяется не только его размерами, формой и расположением, но и магнитными характеристиками материала, а именно магнитной индукцией, дифференциальной и нормальной магнитными про-ницаемостями в намагниченном состоянии, соответствующем режиму контроля. Чем выше магнитная индукция материала и меньше нормальная и дифференциальная магнитные проницаемости, тем больше напряженность магнитного поля рассеяния дефекта при прочих равных условиях.

раметрами детали (магнитными характеристиками и размерами) и установки. Для определения как непосредственно коэрцитивной силы, так и физико-механических свойств необходимо предварительно найти корреляционные зависимости между выходным параметром прибора и искомой характеристикой.

В связи с развитием вычислительной, информационной техники и микроэлектроники возникают вопросы, связанные с получением тонких ферромагнитных пленок с определенными магнитными характеристиками При химическом кобальтировании можно получать Со—Р пленки как магнитотвердые с коэрцитивной силой более 8-Ю3 А/м так и магнитомягкие

Чувствительность контроля определяется магнитными характеристиками материала контролируемого изделия, его формой и размерами, чистотой обработки поверхности, напряженностью намагничивающего поля, способом контроля, взаимным направлением намагничивающего поля и дефекта, свойствами применяемого магнитного порошка, а также освещенностью поверхности осматриваемого участка изделия.

экспресс-анализа в условиях цеха или заводской лабора-тории, так и для глубокого изучения физических свойств электропроводящих материалов при научных исследованиях. Возможности индукционного метода определяются наличием связи между структурным состоянием, механическими свойствами интересующего нас материала и его электрическими и магнитными характеристиками: удельной электрической проводимостью (электропроводностью) и магнитной проницаемостью. Изучением электромагнитных характеристик заняты многие исследователи во всем мире. Физики с их помощью исследуют законы микромира, строение кристаллов и дефекты их структуры, металловеды — создают сплавы с повышенной механической прочностью, жаропрочностью и другими новыми свойствами.

У перечисленных в табл. 6-1 марок сталей [Л. 52], закаленных и отпущенных при низких температурах (200— 450 °С) имеется однозначная зависимость между показаниями прибора и твердостью. У сталей 2X13, 3X13, ЭИ961 такая зависимость имеется во всем диапазоне температур. Иногда весь диапазон температур приходится разбивать на отдельные участки и выбирать те из них, где такая зависимость существует. Так, например, поступают в автомобильной промышленности при контроле деталей из сталей 35Х, 38Х, 40Х, у которых в за^ каленном и отпущенном состояниях (при 100—750 °С) однозначной зависимости между магнитными Характеристиками и твердостью нет.

Так как в опытах использовались образцы с различными магнитными характеристиками, а в качестве индикаторов полей рассеяния — висмутовая проволочка, индукционная катушка, феррозонды, датчики Холла и т. д. и если учесть еще неизбежное различие в чувствительности вторичной аппаратуры, то станет совершенно очевидным, что в данных условиях возможно лишь качественное сравнение полученных закономерностей. Основные результаты сводятся к следующему.

(рис. 46). Решетка МпО состоит из двух подрешеток с магнитными моментами, направленными антипараллельно. При повышении температуры (Т Е> 0) антипараллельное расположение спинов постепенно нарушается и компенсация спинов уменьшается; магнитная восприимчивость

Ферромагнетизм в ферритах обусловлен косвенным обменным взаимодействием. Если обменное взаимодействие между спинами электронов осуществляется через ион кислорода, то, по-видимому, взаимодействие происходит между электронами внешней оболочки (2s) ионов металлов. Это косвенное квантово-механическое взаимодействие по силе не уступает обменному взаимодействию, наблюдаемому в металлах. Подобная связь между спиновыми магнитными моментами называется косвенным или сверх-

МАГНЕТИЗМ (от греч. magnetis — магнит) — совокупность явлений, связанных с т. н. магнитным взаимодействием, к-рое в макроскопич. масштабах проявляется между электрич. токами, между токами и магнитами (т. е. телами, обладающими магнитным моментом) и между магнитами. Это взаимодействие осуществляется посредством магнитного поля. Все вещества в той или иной степени обладают магнитными св-вами (см. Магнетики), т. к. электроны, протоны и нейтроны, из к-рых построены атомы, обладают магнитными моментами. В зависимости от природы носителей М. и характера их взаимодействий различают М. слабовзаимодействующих частиц (диамагнетизм и парамагнетизм) и М. веществ с атомным магнитным порядком (ферромагнетизм, антиферромагнетизм и ферримагнетизм). Магнитные св-ва веществ объясняются на основании законов квантовой механики, М. проявляется во всех физ.-хим. процессах, происходящих в веществе. Магнитные поля существуют у мн. космич. тел (звёзд, Солнца, ряда планет Солнечной системы) и в космич. пространстве. Эти поля оказывают влияние на движение заряж. частиц и определяют важнейшие астрофиз. и геомагнитные явления (солнечные вспышки, земные магнитные бури, колебания радиопрозрачности атмосферы и т. д.). Магнитные св-ва ряда веществ широко используются в электро- и радиотехнике, приборостроении, автоматике, вычислит, технике и телемеханике, в мор. и космич. навигации, в геофиз. методах разведки полезных ископаемых, для контроля качества металлич. изделий (магнитная дефектоскопия). Изучение магнитных св-в веществ позволяет исследовать структуру различных тел и механизм происходящих в них процессов.

ЯДЕРНЫЙ ПАРАМАГНЕТИЗМ — очень слабый парамагнетизм нек-рых веществ, обусловленный магнитными моментами атомных ядер. С Я. п. связано явление ядерного магнитного резонанса.

Тогда против демона выступил — в 1950—1960 гг.— один из творцов теории информации, крупный французский физик Л. Бриллюэн, обнаруживший в его работе еще один изъян: невозможность видеть отдельные атомы. Дело в том, что за 30 лет до создания квантовой теории Планка (1900) и термодинамики излучения Максвелл не подумал о включении излучения в систему, находящуюся в равновесии при температуре Т. Но демон-то в темноте не может видеть молекулы и управлять дверцей! Конечно, если он демон и достаточно ловок, то попытается использовать другие средства обнаружения—будет измерять силы Ван-дер Ваальса, силы, обусловленные электрическими диполями или магнитными моментами, и т. д. Но все эти силы действуют на малых расстояниях, и демон обнаружит молекулу слишком поздно, чтобы можно было открыть дверцу, не совершая никакой работы. А кроме тою, те силы, которые помо-

Некоторые атомы и ионы обладают постоянными магнитными моментами, которые обычно ориентированы хаотически по всем направлениям и под действием магнитного поля ориентируются по направлению поля независимо друг от друга. Такие вещества называют парамагнетика-ми. Их магнитная восприимчивость положительная.

Магнитные свойства феррита при увеличении температуры исчезают дважды: в точке Кюри и в «точке компенсации» [Л. 63]. Наличие этой второй точки объясняется особенностями его кристаллической структуры. В подавляющем большинстве ферриты представляют собой твердые растворы окиси железа Fe2O3 и окислов двухвалентных металлов. Феррит имеет две подрешетки с магнитными моментами, направленными антипараллельно. Компенсация происходит тогда, когда эти моменты будут равны. Намагниченность насыщения у ферритов меньше, чем у ферромагнетиков. Влияние температуры на начальную динамическую магнитную 'проницаемость увеличивается с ростом этой величины. Однако у никель-цинкового феррита (р,=200) магнитная проницаемость 14

Тела, атомы которых не .обладают постоянным магнитным моментом, являются диамагнитными.Тела, атомы которых обладают постоянным магнитным: моментом, могут быть парамагнитными, ферромагнитными, антиферромагнитными и ферримагнитными. Именно, если взаимодействие между магнитными моментами атомов равно нулю или очень мало, то тело будет парамагнит-

Введением внутримолекулярного поля удалось объяснить широкий круг явлений, наблюдаемых в ферромагнетиках, однако грирода самого поля и вопрос о том, какие магнитные моменты атомов— орбитальные или спиновые—ответственны за ферромагнетизм, оставались долгое время неясными. И только после тщательных опытов Эйнштейна и де Гааза, Барнета, Иоффе и Капицы было твердо доказано, что ферромагнетизм обусловлен спиновыми магнитными моментами атомов. Поэтому именно спиновые магнитные моменты, электронов, не скомпенсированные в атомах, и являются элементарными носителями ферромагнетизма.

Ферримагнетик ведет себя внешне подобно ферромагнетику, но в силу их внутреннего различия температурная зависимость спонтанной намагниченности у них может быть совершенно различной. Примером ферримагнетиков является магнетик FeO-Fe2O3. Отрицательные ионы кислорода образуют кубическуюгранецентрирован-ную решетку, в которой на каждую молекулу FeO-Fe2O3 приходится один двухвалентный (Fe2+) и два трехвалентных (Fe3+) иона железа. Двухвалентные ионы железа могут быть замещены ионами других двухвалентных металлов, например Mg, Ni, Co, Mn, Си и т. д., так что общей формулой веществ этого класса, получивших название ферритов, является MeO- Fe2O3, где Me означает двухвалентный металл. 'Одна из подрёшеток сложной решетки феррита образуется половиной трехвалентных ионов железа, другая — второй половиной трехвалентных ионов железа и двухвалентными ионами железа или замещающего его металла. Магнитные' моменты подрёшеток направлены антипараллельно. Поэтому магнитные моменты трехвалентных ионов железа компенсируются и спонтанное намагничивание вызывается магнитными моментами двухвалентных ионов металла (рис. 11.16,6).

Условие резонанса (11.39) относится к отдельным изолированным атомам, имеющим неспаренные электроны и обладающим магнитными моментами (11.22). Однако оно остается справедливым и для тел, состоящих из большого числа таких атомов, если магнитное взаимодействие между ними пренебрежимо мало. Такими телами яв-