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铁磁材料中的单畴结构及其能量变化分析

时间:2026-01-23 理论教育 小可爱 版权反馈
【摘要】:铁磁体的块度对磁畴结构也有很大影响。例如一个半径为R的立方单晶体结构的球。设磁晶各向异性常数K1>0,且λs和应力σ可以忽略,于是如果分成图7-21a所示的4块封闭畴结构时,球体中其他能量都为0,只有畴壁能,总能量是Ea=γ90×2πR2。磁记录用的磁粉和一些永磁材料都是单畴结构。由单畴体转变为超顺磁体的临界尺寸Dp称为超顺磁体的临界尺寸。图7-21 立方单晶铁磁体球状颗粒的磁畴结构以及能量变化a)分畴 b)不分畴 c)能量变化

铁磁体的块度对磁畴结构也有很大影响。如果材料的线度非常小,以至材料形成单畴时的退磁能小于形成多畴时的畴壁能,磁性材料就以单畴存在。例如一个半径为R的立方单晶体结构的球(体积为V)。设磁晶各向异性常数K1>0,且λs和应力σ可以忽略,于是如果分成图7-21a所示的4块封闭畴结构时,球体中其他能量都为0,只有畴壁能,总能量是Ea90×2πR2。如果不分畴,如图7-21b所示,球体中其他能量都为0,只有退磁能,总能量是图示图示。当Ea=Eb时,求出的球的半径称为单畴体的临界尺寸Rc,单晶体球体的R>Rc时,则分畴的情况下能量最低,以多畴体存在;当R<Rc时,则不分畴的情况下能量最低,以单畴体存在,如图7-21c所示。磁记录用的磁粉和一些永磁材料都是单畴结构。

另外如果将单畴体的临界尺寸继续减小到一定程度后,由于表面与体积比大大增加,热振动能可能和微粒的磁晶各向异性能相当,这时微粒的磁矩不能固定地沿着易磁化方向排列,它随热振动自由改变,单畴微粒体就转变为超顺磁体。由单畴体转变为超顺磁体的临界尺寸Dp称为超顺磁体的临界尺寸。磁性流体中使用的磁性微粒一般具有超顺磁性。

图示(https://www.xing528.com)

图7-21 立方单晶铁磁体球状颗粒(K1>0)的磁畴结构以及能量变化

a)分畴 b)不分畴 c)能量变化

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