Kényszer

ban ben anyagtudomány, a kényszerítő mező, más néven kényszerítő mező, a ferromágneses anyag az alkalmazott mágneses mező intenzitása, amely ahhoz szükséges, hogy az anyag mágnesezését nullára csökkentsék, miután a minta mágnesezését telítettségre hajtották. A kényszerességet általában oersted vagy amper/méter egységekben mérik, és HC-t jelölnek.

ha a ferromágnes kényszerítő mezője nagy, akkor az anyagról azt mondják, hogy kemény vagy állandó mágnes. Az állandó mágnesek alkalmazást találnak az elektromos motorokban, a mágneses adathordozókban (pl. merevlemezek, hajlékonylemezek vagy mágnesszalagok) és a mágneses elválasztásban. Az alacsony kényszerítő mezővel rendelkező ferromágnesről azt mondják, hogy puha, és használható mikrohullámú eszközökben, mágneses árnyékolásban, transzformátorokban vagy felvevő fejekben.

a kényszeresség B-H analizátorral mérhető.

• 1 kísérleti meghatározás
• 2 elmélet
• 3 jelentőség
• 4 hivatkozások

kísérleti meghatározás

a mágneses anyag kényszerképességét jellemzően a hiszterézis hurok vagy a mágnesezési görbe mérésével határozzuk meg, amint azt az ábra szemlélteti. Az adatok megszerzéséhez használt készülék általában rezgő minta vagy váltakozó gradiens magnetométer. Az alkalmazott mező, ahol az adatok (úgynevezett a mágnesezési görbe) keresztezi a nullát, a kényszerítés. Ha antiferromágneses szilárd anyag van jelen a mintában, a növekvő és csökkenő mezőkben mért kényszerítő tényezők egyenlőtlenek lehetnek a csere-torzító hatás következtében.

az anyag kényszeressége attól az időskálától függ, amelyen a mágnesezési görbét mérik. Az alkalmazott fordított mezőben mért anyag mágnesezése, amely névlegesen kisebb, mint a kényszeresség, hosszú időn keresztül lassan kúszhat nullára. Kúszás akkor fordul elő, amikor a mágnesezés megfordítása a domén fal mozgásával termikusan aktiválódik, és a mágneses viszkozitás dominál. A magas frekvenciákon a kényszerítés növekvő értéke komoly akadályt jelent a nagy sávszélességű mágneses felvétel adatátviteli sebességének növekedésében, amelyet súlyosbít az a tény, hogy a megnövekedett tárolási sűrűség általában nagyobb kényszerítést igényel a médiában.

elmélet

a kényszerítő mezőben a ferromágnes mágnesezésének vektorkomponense az alkalmazott mezőirány mentén mérve nulla. A mágnesezés megfordításának két elsődleges módja van: forgatás és tartományfal mozgása. Amikor egy anyag mágnesezése megfordul forgással, a mágnesezési komponens az alkalmazott mező mentén nulla, mert a vektor az alkalmazott mezőre merőleges irányba mutat. Amikor a mágnesezés megfordul a doménfal mozgásával, a nettó mágnesezés minden vektorirányban kicsi, mert az összes egyes domén pillanata nulla. A forgás és a magnetokristályos anizotrópia által dominált mágnesezési görbék az alapkutatásban használt viszonylag tökéletes mágneses anyagokban találhatók. A doménfal mozgása fontosabb megfordítási mechanizmus a valódi mérnöki anyagokban, mivel az olyan hibák, mint a szemcsehatárok és a szennyeződések, a fordított mágnesezési domének nukleációs helyeként szolgálnak. A doménfalak szerepe a kényszer meghatározásában összetett, mivel a hibák a nukleálás mellett a doménfalakat is rögzíthetik. A ferromágnesek doménfalainak dinamikája hasonló a szemcsehatárokhoz és a kohászat plaszticitásához, mivel mind a doménfalak, mind a szemcsehatárok síkbeli hibák.

jelentőség

mint minden hiszteretikus folyamatnál, a mágnesezési görbe belsejében lévő terület egy ciklus alatt a mágnesen végzett munka. A mágneses anyagokban gyakori disszipatív folyamatok közé tartozik a magnetostrikció és a tartományfal mozgása. A kényszerítés a mágneses hiszterézis mértékének mértéke, ezért jellemzi a lágy mágneses anyagok veszteségességét közös alkalmazásukhoz.

a négyzet (M(H=0)/Ms) és a kényszeresség a kemény mágnesek érdemei, bár az energiaterméket (telítettségi mágnesezés szorzó kényszerítés) leggyakrabban idézik. Az 1980-as években ritkaföldfémek fejlődtek ki borid mágnesek nagy energiájú termékekkel, de nemkívánatosan alacsony Curie hőmérsékletekkel. Az 1990-es évek óta új csererugós kemény mágneseket fejlesztettek ki nagy kényszerítéssel.

• J. D. Livingston, “a kényszerítő mechanizmusok áttekintése”, J. Appl. Phys. 52, 2541 (1981).
• R. V. Lapshin, “analitikai modell a hiszterézis hurok közelítéséhez és alkalmazása a pásztázó alagútmikroszkóphoz”, tudományos műszerek áttekintése, 66.kötet, 9. szám, 4718-4730. oldal, 1995.
• Min Chen és David E. Nikles,” a FexCoyPt100-x-yNanoparticles szintézise, önszerelése és mágneses tulajdonságai ” Nano Lett. 2, 211 -214 (2002).