磁學(xué)基礎(chǔ)知識論述-文庫吧
2025-01-15 04:36 本頁面
【正文】 作用 ?電子軌道運(yùn)動隨自旋取向發(fā)生變化磁晶各向異性來源模型（ a） 磁體水平磁化時，電子云交疊少，交換作用弱（ b） 磁體垂直磁化時，由于 LS耦合作用，電子云隨自旋取向而轉(zhuǎn)動，電子云交疊程度大，交換作用強(qiáng) 磁致伸縮定義：磁性材料由于磁化狀態(tài)的改變，其長度和體積都要發(fā)生微小的變化。一、磁致伸縮效應(yīng)線磁致伸縮：縱向磁致伸縮、橫向磁致伸縮體積磁致伸縮 ?很小，可忽略磁致伸縮系數(shù)：?的大小與 H的大小有關(guān)?S： 飽和磁致伸縮系數(shù)?S0 ?正磁致伸縮； ?S0 ?負(fù)磁致伸縮*同種單晶體在不同晶軸方向磁化時的磁致伸縮系數(shù)是不相同的，即單晶體的磁致伸縮具有各向異性。*對立方晶體*? ? ?3分別為磁化方向相對于單晶晶軸的方向余弦；*? ? ? 3分別為磁致伸縮方向相對于單晶晶軸的方向余弦。*通過對材料施加拉應(yīng)力或壓應(yīng)力，能引起材料的磁性能變化，即所謂的壓磁效應(yīng)，這是磁致伸縮的逆效應(yīng)。*研究磁致伸縮的意義：（ 1）了解磁體內(nèi)部各種相互作用的本質(zhì)以及磁化過程與物體形變的關(guān)系；（ 2）根據(jù)材料的壓磁效應(yīng)原理制成許多有用的器件。二、磁致伸縮機(jī)理*同磁晶各向異性的來源一樣，由于原子或離子的自旋與軌道的耦合作用而產(chǎn)生。 磁疇結(jié)構(gòu)*退磁場能最小是形成磁疇的主要原因。*實(shí)際情況中，還必須考慮其他一些因素比如交換能、 磁晶各向異性能、磁致伸縮導(dǎo)致的磁彈性能等的影 響。真實(shí)的磁疇結(jié)構(gòu)由總能量的極小值來確定。 磁疇的成因 疇壁結(jié)構(gòu)*根據(jù)疇壁中磁矩的過渡方式，可將疇壁分為布洛赫壁和奈爾壁兩種類型。*布洛赫壁：大塊鐵磁晶體內(nèi)的疇壁屬于此類。*奈爾壁：在極薄的磁性薄膜中存在。布洛赫壁結(jié)構(gòu)奈爾壁結(jié)構(gòu)*另一種分類方法：根據(jù)疇壁兩側(cè)磁疇的自發(fā)磁化方向間的關(guān)系，將疇壁分為 180o疇壁和 90o疇壁。夾角是180o時，稱為前者；其他的稱為后者。 特殊磁疇結(jié)構(gòu)一、單疇*鐵磁晶體材料的尺寸變小時，內(nèi)部包含的磁疇會減少。到一定程度時，成為多疇時的疇壁能比單疇的退磁場能還要高，這時材料將不再分疇，形成單疇結(jié)構(gòu)。*單疇顆粒不會有疇壁位移磁化過程，只有磁疇轉(zhuǎn)動磁化過程，因此磁化和退磁都比較困難。*若磁晶各向異性能較強(qiáng) ??矯頑力高 ??永磁材料*永磁材料制備工藝中，常采用粉末法來提高矯頑力；*軟磁材料制備中應(yīng)避免顆粒太小，以免成為單疇降低磁導(dǎo)率。二、磁泡定義：在一些薄膜磁性材料中出現(xiàn)的一種圓柱形磁疇*形成磁泡的首要條件：磁性薄膜具有單軸各向異性，其易磁化軸垂直膜面，且等效磁晶各向異性場大于垂直膜面的退磁場。*H=0時，自發(fā)磁化 ?條狀磁疇*加小 H時，與外磁場方向一致的磁疇體積增大，與外場反向的磁疇體積縮小。*當(dāng)外場增大到一定大小時，與外場同向的磁疇占據(jù)了大部分體積，而與外場反向的磁疇收縮為孤立的圓柱形磁疇，即磁泡。*H繼續(xù)增大，磁泡直徑會減小，當(dāng) H達(dá)到某一數(shù)值時，磁泡會消失。*磁泡產(chǎn)生的退磁場 Hd與薄片的磁化方向相同，其作用是使磁泡退磁。為克服退磁作用，須有一數(shù)值較大、方向與 Hd相反的磁場，才能保證磁泡穩(wěn)定的存在。該磁場便是材料的單軸各向異性等效場 HK。*磁泡的動態(tài)特性－遷移率為使磁泡遷移率較高， KU1不能太大。*磁泡體積小，并能高速轉(zhuǎn)移，用它作為計(jì)算機(jī)中的存儲器或傳輸和邏輯器件，將會在很大程度上增加存儲量，提高計(jì)算速度。*原理：控制磁泡的產(chǎn)生和消失，分別作為寫 “1”和 “0”， 并能檢測磁泡的有無，從而讀出寫入的 “1”和 “0”。 技術(shù)磁化 磁化機(jī)制*磁化過程： 磁性材料由磁中性狀態(tài)變到磁飽和狀態(tài)的過程*反磁化過程： 從磁飽和狀態(tài)回到退磁狀態(tài)的過程*技術(shù)磁化： 鐵磁體在外場作用下通過磁疇轉(zhuǎn)動和疇壁位移實(shí)現(xiàn)宏觀磁化的過程*磁化本質(zhì)： 內(nèi)部的磁疇結(jié)構(gòu)發(fā)生變化*Vi為第 i個磁疇的體積； ?i為第 i個磁疇的自發(fā)磁化強(qiáng)度與 H間的夾角； V0為塊體材料的體積。*沿外場 H方向上的磁化強(qiáng)度 MH*當(dāng) H改變 ?H時， MH的改變?yōu)?磁化機(jī)制有三種：*技術(shù)磁化只包括前兩項(xiàng)，可分為四個階段： (1) 弱磁場范圍內(nèi)的可逆疇壁位移； (2) 中等磁場范圍內(nèi)的不可逆疇壁位移； (3) 較強(qiáng)磁場范圍內(nèi)的可逆磁疇轉(zhuǎn)動； (4) 強(qiáng)磁場下的不可逆磁疇轉(zhuǎn)動。*對一種磁性材料，磁化過程以一種或幾種機(jī)制為主，不一定包括全部的四種機(jī)制。軟磁材料：疇壁位移磁化為主單疇顆粒材料：僅存在單純疇轉(zhuǎn)磁化過程
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