Coercitivitate
în știința materialelor, coercivitatea, numită și câmp coercitiv, a unui material feromagnetic este Intensitatea câmpului magnetic aplicat necesar pentru a reduce magnetizarea acelui material la zero după magnetizarea eșantionului a fost condus la saturație. Coercitivitatea este de obicei măsurată în unități Oersted sau amper/metru și este notată HC.
când câmpul coercitiv al unui feromagnet este mare, se spune că materialul este un magnet dur sau permanent. Magneții permanenți găsesc aplicații în motoare electrice, Suporturi magnetice de înregistrare (de exemplu, hard disk-uri, dischete sau bandă magnetică) și separare magnetică. Se spune că un feromagnet cu un câmp coercitiv scăzut este moale și poate fi utilizat în dispozitive cu microunde, ecranare magnetică, transformatoare sau capete de înregistrare.
Coercitivitatea poate fi măsurată folosind un analizor B-H.
cunoștințe suplimentare recomandate
cuprins
- 1 determinarea experimentală
- 2 Teoria
- 3 semnificație
- 4 referințe
determinarea experimentală
de obicei coercivitatea unui material magnetic este determinată prin măsurarea buclei de histerezis sau a curbei de magnetizare așa cum este ilustrat în figură. Aparatul utilizat pentru a obține datele este de obicei un eșantion vibrator sau un magnetometru cu gradient alternativ. Câmpul aplicat în care datele (numite curbe de magnetizare) traversează zero este coercitivitatea. Dacă un solid antiferomagnetic este prezent în probă, coercivitățile măsurate în câmpuri crescătoare și descrescătoare pot fi inegale ca urmare a efectului de părtinire de schimb.
| Material | Coercitivitate (Oersteds) |
|---|---|
| Permalloy, Ni81Fe19 | 0.5-1 |
| Co | 20 |
| Ni | 150 |
| Ni1-xZnxFeO3, a microwave material | 15-200 |
| Alnico, a common refrigerator magnet | 1500-2000 |
| CoPtCr disk drive recording media | 1700 |
| NdFeB | 10,000 |
| Fe48Pt52 | 12,300+ |
| SmCo5 | 40,000 |
coercitivitatea unui material depinde de scara de timp pe care se măsoară o curbă de magnetizare. Magnetizarea unui material măsurat la un câmp inversat aplicat, care este nominal mai mic decât coercivitatea, poate, pe o scară lungă de timp, să se strecoare încet la zero. Fluajul apare atunci când inversarea magnetizării prin mișcarea peretelui domeniului este activată termic și este dominată de vâscozitatea magnetică. Valoarea crescândă a coercivității la frecvențe înalte este un obstacol serios în calea creșterii ratelor de date în înregistrarea magnetică cu lățime de bandă mare, agravată de faptul că densitatea crescută de stocare necesită de obicei o coercivitate mai mare în mass-media.
teorie
la câmpul coercitiv, componenta vectorială a magnetizării unui feromagnet măsurată de-a lungul direcției câmpului aplicat este zero. Există două moduri principale de inversare a magnetizării: rotația și mișcarea peretelui domeniului. Când magnetizarea unui material se inversează prin rotație, componenta de magnetizare de-a lungul câmpului aplicat este zero, Deoarece vectorul indică într-o direcție ortogonală cu câmpul aplicat. Când magnetizarea se inversează prin mișcarea peretelui domeniului, magnetizarea netă este mică în fiecare direcție vectorială, deoarece momentele tuturor domeniilor individuale se ridică la zero. Curbele de magnetizare dominate de rotație și anizotropie magnetocristalină se găsesc în materiale magnetice relativ perfecte utilizate în cercetarea fundamentală. Mișcarea peretelui domeniului este un mecanism de inversare mai important în materialele inginerești reale, deoarece defecte precum limitele cerealelor și impuritățile servesc ca site-uri de nucleație pentru domeniile de magnetizare inversată. Rolul pereților domeniului în determinarea coercivității este complex, deoarece defectele pot fixa pereții domeniului pe lângă nuclearea lor. Dinamica pereților domeniului în feromagneți este similară cu cea a granițelor cerealelor și a plasticității în metalurgie, deoarece atât pereții domeniului, cât și limitele cerealelor sunt defecte plane.
semnificație
ca și în cazul oricărui proces histeretic, zona din interiorul curbei de magnetizare în timpul unui ciclu este o lucrare care se efectuează pe magnet. Procesele disipative comune în materialele magnetice includ magnetostricția și mișcarea peretelui domeniului. Coercivitatea este o măsură a gradului de histerezis magnetic și, prin urmare, caracterizează pierderea materialelor magnetice moi pentru aplicațiile lor comune.
pătratul (M(H=0)/Ms) și coercitivitatea sunt figuri de merit pentru magneții duri, deși produsul energetic (saturația magnetizării timpilor coercitivității) este cel mai frecvent citat. Anii 1980 au văzut dezvoltarea magneți boruri de pământuri rare cu produse energetice ridicate, dar temperaturi Curie nedorite scăzute. Începând cu anii 1990 au fost dezvoltate noi magneți grei de primăvară de schimb cu coercivități ridicate.
- J. D. Livingston, “o revizuire a mecanismelor coercitive”, J. Appl. Fizică. 52, 2541 (1981).
- R. V. Lapshin, “model analitic pentru aproximarea buclei de histerezis și aplicarea acesteia la microscopul de tunel de scanare”, revizuirea instrumentelor științifice, volumul 66, numărul 9, paginile 4718-4730, 1995.
- min Chen și David E. Nikles, ” sinteza, auto-asamblare, și proprietățile magnetice ale fexcoypt100-x-yNanoparticles,” Nano Lett. 2, 211 -214 (2002).
Categorii: Fizica materiei condensate | câmpuri electrice și magnetice în materie
