Парапроцесс

Парапроце́сс (истинное намагничивание) — увеличение абсолютной величины намагниченности ферро- и ферримагнетиков во внешнем магнитном поле на завершающем этапе намагничивания.

Физические основы

Файл:Изотермы намагниченности парапроцесс.jpg

Изотермы намагниченности электролитического никеля

Парапроцесс, или истинное намагничивание, вызван ориентацией спиновых и магнитных моментов тех атомов или ионов, оставшихся неупорядоченными вследствие теплового движения, во внешнем магнитном поле. Упорядочивающая роль внешнего магнитно поля определяется величиной её напряжённости, особенно вблизи температуры Кюри $T_{C}$. При высоких напряжённостях внешнего магнитного поля в результате парапроцесса намагничивание ферро- и ферримагнетиков происходит по всему объёму и определяет поведение вещества как ферро- или ферримагнетика.

Измерения изотерм намагниченности ферромагнитных материалов показывают, что в стадии парапроцесса величина намагниченности $M$ стремится к значению насыщения $M_{0}$ ($M_{0}$ — намагниченность ферро- или ферримагнетика при температуре $T=0$ К), см. рисунок.

Парапроцесс может возникать и во внешних магнитных полях малой интенсивности в области низких температур из-за упорядочивания магнитных моментов ионов редкоземельных металлов. Также ярко выраженный парапроцесс возникает в зонных ферромагнетиках за счёт расщепления зон $3d$-электронов на подзоны с разнонаправленными спинами.

Из условия равновесного значения ${\partial ^{2}\Phi \over \partial J}=0$ можно получить уравнение для парапроцесса (истинного намагничивания) ферромагнетиков вблизи точки Кюри $T_{C}$:

$\alpha \sigma +\beta \sigma ^{3}=H$,

где $\sigma$ — удельная намагниченность, равная сумме удельной истинной намагниченности, вызванной внешним магнитным полем, и удельной самопроизвольной намагниченности (на 1 грамм вещества) при данной температуре, $\alpha$ и $\beta$ — термодинамические коэффициенты (функции от давления $P$ и температуры $T$).

Уравнение парапроцесса вблизи точки Кюри $T_{C}$ можно переписать в виде:

$\alpha (\sigma _{s}+\sigma _{i})+\beta (\sigma _{s}+\sigma _{i})^{3}=H$,

где

$\alpha ={\frac {2a}{\sigma _{0}}}$,

$\beta ={\frac {4b}{\sigma _{0}^{3}}}$,

$\sigma _{i}$ — истинная намагниченность, вызванная внешним магнитным полем.

Уравнение кривой намагниченности в точке Кюри $T_{C}$ можно найти, подставив значения $\sigma _{s}=0$ и $\alpha =0$, получив, таким образом, условие точки Кюри $T_{C}$:

$\sigma _{i}={\frac {\sigma _{0}}{(4b)^{\frac {1}{3}}}}H^{\frac {1}{3}}$.

Литература

• Белов К. П. Магнитные превращения. — Москва : Гос. изд-во физ.-мат. литературы, 1969.
• Белов К. П. Ферриты в сильных магнитных полях. — Москва : Наука, 1972.
• Вонсовский С. В. Магнетизм. — Москва : Наука, 1984.
• Мишин Д. Д. Магнитные материалы : учебное пособие для вузов. — Москва : Высшая школа, 1991.

Ссылки

• Намагничивание

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Парапроцесс», расположенная по адресу: — «https://ru.ruwiki.ru/wiki/Парапроцесс» 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?».