Przymus

w naukach o materiałach, koercja, zwana również polem koercyjnym, materiału ferromagnetycznego jest intensywnością przyłożonego pola magnetycznego wymaganego do zmniejszenia namagnesowania tego materiału do zera po namagnesowaniu próbki zostało doprowadzone do nasycenia. Koertywność jest zwykle mierzona w jednostkach oersted lub ampere / metr i jest oznaczana HC.

gdy pole przymusu ferromagnetu jest duże, mówi się, że materiał jest magnesem twardym lub trwałym. Magnesy trwałe znajdują zastosowanie w silnikach elektrycznych, nośnikach zapisu magnetycznego (np. dyskach twardych, dyskietkach lub taśmie magnetycznej) oraz separacji magnetycznej. Ferromagnet o niskim polu przymusu jest uważany za miękki i może być stosowany w urządzeniach mikrofalowych, ekranach magnetycznych, transformatorach lub głowicach rejestrujących.

Koercję można zmierzyć za pomocą analizatora B-H.

• 1 determinacja eksperymentalna
• 2 teoria
• 3 Znaczenie
• 4 Bibliografia

oznaczanie eksperymentalne

zazwyczaj koercyjność materiału magnetycznego jest określana przez pomiar pętli histerezy lub krzywej namagnesowania, jak pokazano na rysunku. Przyrządem używanym do pozyskiwania danych jest zazwyczaj magnetometr wibracyjny lub magnetometr zmiennego gradientu. Zastosowane pole, w którym dane (zwane krzywą namagnesowania) przekraczają zero, jest koercją. Jeśli w próbce występuje antyferromagnetyczne ciało stałe, koercje mierzone w polach rosnących i malejących mogą być nierówne w wyniku efektu odchylenia wymiany.

koercyjność materiału zależy od skali czasu, w której mierzona jest krzywa namagnesowania. Namagnesowanie materiału mierzonego w przyłożonym polu odwróconym, które jest nominalnie mniejsze niż koercja, może w długiej skali czasu powoli pełzać do zera. Pełzanie występuje, gdy odwrócenie namagnesowania przez ruch ściany domeny jest aktywowane termicznie i jest zdominowane przez lepkość magnetyczną. Rosnąca wartość koercji przy wysokich częstotliwościach jest poważną przeszkodą dla wzrostu szybkości transmisji danych w wysoko-szerokopasmowym zapisie magnetycznym, potęgowaną przez fakt, że zwiększona gęstość pamięci masowej zazwyczaj wymaga większej koercji w mediach.

teoria

w polu koercyjnym składowa wektorowa namagnesowania ferromagnetu mierzona wzdłuż przyłożonego kierunku pola wynosi zero. Istnieją dwa podstawowe tryby odwracania namagnesowania: obrót i ruch ściany domeny. Gdy namagnesowanie materiału odwraca się przez obrót, Składnik namagnesowania wzdłuż przyłożonego pola jest zerowy, ponieważ wektor wskazuje w kierunku prostopadłym do przyłożonego pola. Kiedy namagnesowanie odwraca się przez ruch ściany domeny, namagnesowanie sieci jest małe w każdym kierunku wektorowym, ponieważ momenty wszystkich poszczególnych domen sumują się do zera. Krzywe namagnesowania zdominowane przez rotację i anizotropię magnetokrystaliczną znajdują się w stosunkowo doskonałych materiałach magnetycznych wykorzystywanych w badaniach podstawowych. Ruch ściany domeny jest ważniejszym mechanizmem odwracania w rzeczywistych materiałach inżynierskich, ponieważ defekty, takie jak granice ziaren i zanieczyszczenia, służą jako miejsca zarodkowania dla domen odwróconego namagnesowania. Rola ścian domenowych w określaniu przymusu jest złożona, ponieważ defekty mogą wiązać ściany domenowe oprócz ich zarodkowania. Dynamika ścian domenowych w ferromagnetach jest podobna do granic ziaren i plastyczności w metalurgii, ponieważ zarówno ściany domenowe, jak i granice ziaren są wadami planarnymi.

jak w przypadku każdego procesu histeretycznego, obszarem wewnątrz krzywej namagnesowania podczas jednego cyklu jest praca wykonywana na magnesie. Typowe procesy rozpraszania w materiałach magnetycznych obejmują magnetostrykcję i ruch ściany domeny. Koercja jest miarą stopnia histerezy magnetycznej i dlatego charakteryzuje stratność miękkich materiałów magnetycznych dla ich powszechnych zastosowań.

prostopadłość (M (H=0) / Ms) i koercja są wartościami zasługującymi na magnesy twarde, chociaż najczęściej cytuje się produkt energetyczny (namagnesowanie nasycenia razy koercja). W latach 80-tych XX wieku pojawiły się magnesy z Borku ziem rzadkich, zawierające produkty o wysokiej energii, ale niekorzystnie niskie temperatury Curie. Od lat 90-tych XX wieku opracowano nowe, sprężynowe magnesy wymienne o dużej koercji.

• J. D. Livingston, “a review of coercivity mechanisms”, J. Appl. Phys. 52, 2541 (1981).
• R. V. Lapshin, “Analytical model for the approximation of hysteresis loop and its application to the scanning tunneling microscope”, Review of Scientific Instruments, volume 66, number 9, pages 4718-4730, 1995.
• Min Chen i David E. Nikles, “Synthesis, Self-Assembly, and Magnetic Properties of FexCoyPt100-x-yNanoparticles”, Nano Lett. 2, 211 -214 (2002).