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磁畴


4.磁畴(magnetic domain)
磁畴内磁矩如何排列?
磁化强度的方向沿着材料内的易磁 化轴; 铁磁晶体内交换能和磁各向异性能 都达到极小值。
磁畴的大小,尺寸如何决定?
畴结构受到
畴壁能Eγ, 磁晶各向异性能Ek ,
退磁场能Ed ,
的制约。
其中退磁场能是铁磁体分成畴的动力, 其它能量将决定磁畴的形状|、尺寸和取向。
5。各种磁畴树枝畴
在单晶材料的表面有时会产生从畴壁界线出发的如下图的 树枝畴。
产生的原因:主畴的磁化强度方向同表面不平行。
树枝畴降低退磁能。
6.单畴结构
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.
用于磁记录中
磁流变减振器,在2002款凯迪拉 克Seville STS车首次应用 磁行车控制系统应用磁流变 (MR)液体和不带机电控制阀 的减振器提供反应迅速、减振性 能强大的阻尼力控制。
总结
• 1。形成多个磁畴的动力 • 2。磁畴结构和具体决定分成多畴的原则 • 3。单畴体
为什么?
总能量最小时的畴壁能γω和畴壁厚度δ分别为:
γω =2π δ=π
A1 (K1

3 2
s
)
A1
/(K1

3Hale Waihona Puke 2s)畴壁厚度与材料的K1 A,λs,σ等参量有关。K1 越大,δ越小, 越大。
例 如 Fe: 不 考 虑 应 力 , A1=0.83*10-11J/m, K1=4.8*104J/m3 , δ=280a, =3.9*10-3J/m2 畴壁厚300个原子,畴壁能大约是10-3J/.m2
分畴的主要动力是减少退磁场能。
而磁畴的形状、尺寸、磁畴壁的厚度由交换能、 退磁场能、磁晶各向异性能等来决定。
决定畴壁和磁畴结构方 法: 体系的能量最小。 平衡状态的磁畴结构和 磁畴壁应具有最小的能 量。
3.磁畴壁(domain walls)
•磁畴和磁畴之间的边界称为畴壁。
• 磁畴壁中的原子磁矩如何排列?
磁流变液体是一种由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和 非导磁体液体混合而成的磁性软粒悬浮液, 这种悬浮体在零磁场条件下呈现出低粘度的特性, 在强磁场作用下,呈现出高粘度、低流动性 磁流变液的这种流变可控性使其能够实现阻尼力的连续可变, 从而达到对振动的主动控制之目的。
磁性液体广泛用于扬声器起散热,润滑等作用,极大缩 小了扬声器体积,增加了功率,改善了音质。
磁畴结构:由磁畴和磁畴壁组成
为什么会形成磁畴?
2、磁畴的形成
在铁磁体中,交换作用使每个磁畴内存在自发磁化Ms; 磁化强度的方向一般沿着晶体内的易磁化轴; 这样就使铁磁晶体内交换能和磁晶各向异性能都达到极小值。 但因铁磁体有一定的大小与形状,整个晶体均匀磁化的结果, 必然产生磁极,磁极的退磁场,增加了退磁能:(1/2)0NMS2。
4.6 磁畴
1.磁畴的概念 2。磁畴的形成 3。磁畴壁 4。磁畴结构 4。各种磁畴 5。单畴结构 6。超顺磁结构
1. 磁畴概念
外斯分子场唯象理论 1)铁磁物质内部存在很强的“分子场Hm”
它使原子磁矩同向平行排列,即材料有 自发磁化强度Ms:Hm=λMs
2)铁磁体的自发磁化分成 若干磁畴,由于磁体中各磁 畴的磁化方向不一致,所以 大块磁体对外不显示磁性。
Boch 畴壁
Neel 畴壁
形成不同畴壁形式都是为了降低退磁场。
稳定磁畴壁的厚度是多少?
在畴壁中,原子磁矩没有平行排列,因此畴壁中有
交换能。
在畴壁中,原子磁矩偏离了易磁化轴方向,因此也
有磁晶各向异性能。
畴壁能主要考虑交换能和磁各向异性能。
交换能使畴壁变厚,磁各向异性能使畴壁变薄。
能量最小决定畴壁厚度。
该数值是那里来的?
Ed
M 0
0 H d dM

0 NM 2
2
例如对一个单轴各向异性的钴 单晶。
( a )图是整个晶体均匀磁化, 退磁场能最大( 如果设Is103 高斯,则退磁能106尔格/厘 米3 )。
从能量的覌点出发,分为两个 或四个平行反向的自发磁化 的区域( b ),( C )可以大大减 少退磁能。
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