Магнитная вязкость

Магни́тная вя́зкость (магнитное последействие) — явление отставания намагниченности ферромагнетика от напряжённости магнитного поля во времени.

Физические основы

Файл:Магнитная вязкость.jpg

Экспериментальная кривая спада намагниченности проволоки (диаметр 0,5 мм) из сплава ${\ce {Fe-Ni}}$

Изменение намагниченности ферромагнетика $\Delta M$ подчиняется зависимости:

$\Delta M(t)=M(t)-M_{0}={\Biggl [}M_{\infty }-M_{0}{\Biggl ]}{\Biggl [}1-\exp(-{\frac {t}{\tau }}){\Biggl ]}$,

где $M_{0}$ — значение намагниченности ферромагнетика после изменения напряжённости магнитного поля $H$ в момент времени $t=0$, $M_{\infty }$ — намагниченность ферромагнетика после установления нового равновесного состояния, $\tau$ — постоянная времени релаксации (константа). Величина постоянной времени релаксации зависит от природы возникновения магнитной вязкости и вида материала, а также технологии изготовления измеряемого материала, его структуры, и обычно изменяется от 10⁻⁹ с до нескольких десятков часов.

Существует два вида магнитной вязкости, диффузионный (т. н. рихтеровский), и термофлуктуационный (т. н. иордановский).

В случае диффузионного, или рихтеровского вида магнитной вязкости она определяется диффузией примесных атомов иди дефектов кристаллической структуры магнитного материала. Дж. Снок и Л. Неель объяснили и построили теорию на базе предположения о преимущественной диффузии примесных атомов в межатомные промежутки в структуре кристалла, которые ориентированы относительно направления спонтанной намагниченности под определёнными углами. В результате этого возникает локальная наведённая анизотропия, стабилизирующая всю доменную структуру материала. При изменении магнитного поля новая доменная структура устанавливается не сразу, а с задержкой по времени, связанной с перераспределением примесей в новых условиях. Данный вид механизма магнитной вязкости характерен для железа (${\ce {Fe}}$) с примесями углерода (${\ce {C}}$) или азота (${\ce {N}}$)

При термофлуктуационном, или иордановском виде магнитной вязкости важную роль играет величина коэрцитивной силы материала, особенно в сильных внешних магнитных полях. В результате тепловых флуктуаций доменные стенки преодолевают энергетические барьеры во внешних магнитных полях, напряжённость которых меньше критической. В материалах (обычно сплавах) с высокой коэрцитивной силой, состоящих из однодоменных областей, в результате термических флуктуаций частицам, потенциальная энергия которых во внешнем поле недостаточна для перемагничивания, сообщается дополнительная энергия, и перемагничивание происходит. Термофлуктуационный механизм был предложен Л. Неелем.

Кроме этих основных механизмов магнитной вязкости, существуют более редкие, например, в случае перераспределения электронной плотности, когда происходит диффузия электронов между ионами разной валентности (в сложных соединениях, сплавах).

Магнитная вязкость — одна из причин потерь на перемагничивание материалов, временного спада относительной магнитной проницаемости и её частотной зависимости. Магнитная вязкость наблюдается также и в магнитных жидкостях.

См.также

• Вязкость

Литература

• Вонсовский С. В. Магнетизм. — Москва : Наука, 1984.
• Мишин Д. Д. Магнитные материалы : учебное пособие для вузов. — Москва : Высшая школа, 1991.
• Müller K. H. Magnetic viscosity. — Amsterdam : Elsevier Science Ltd, 2001.
• Neel L. Some theoretical aspects of rock-magnetism. Advances in physics, PP. 191—243, 1955.

Ссылки

• Молекулярные спектры

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Магнитная вязкость», расположенная по адресу: — «https://ru.ruwiki.ru/wiki/Магнитная_вязкость» Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».