Русская Википедия:Коэрцитивная сила

Содержание

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Файл:Cycle d'hystérésis d'un matériau ferromagnétique doux.jpg

Предельная петля гистерезиса ферромагнетика или ферримагнетика. По оси абсцисс отложена напряженность внешнего магнитного поля, по оси ординат — индукция в материале. <math>\pm B_{sat}</math> — индукция насыщения, <math>\pm B_{r}</math> — остаточная намагниченность, <math>\pm H_{c}</math> — коэрцитивная сила.

Коэрцити́вная си́ла (от Шаблон:Lang-la «удерживание») — это значение напряжённости внешнего магнитного поля, необходимое для полного размагничивания ферро- или ферримагнитного вещества.

Единица измерения коэрцитивной силы совпадает с единицей напряжённости магнитного поля и в Международной системе единиц (СИ) — ампер/метр, в СГС — эрстед. Обычно обозначается <math>H_{c}.</math>

Чем большей коэрцитивной силой обладает постоянный магнит, тем он устойчивее к размагничивающим факторам.

Формальное определение

Файл:B-H loop.png

Семейство петель гистерезиса в координатах <math>H-B</math> (Напряженность магнитного поля-Магнитная индукция) для (анизотропной? текстурированной) (Шаблон:Lang-en) электротехнической стали при синусоидальном изменении полей со временем с амплитудами от 0,3 Tл до 1,7 Tл. <math>B_R</math> обозначена остаточная намагниченность, <math>H_C</math> — коэрцитивное поле.

Коэрцитивная сила — такое размагничивающее внешнее магнитное поле напряжённостью <math>H</math>, которое необходимо приложить к ферромагнетику, предварительно намагниченному до насыщения, чтобы довести до нуля его намагниченность <math>M</math> или индукцию магнитного поля <math>B</math> внутри.

Соответственно, коэрцитивная сила <math>H_{C}</math> может определяться из кривых <math>M(H)</math> или из кривых <math>B(H)</math> (обозначения: <math>H^M_{C}</math> или <math>H^B_{C}</math>). Рисунок справа отвечает варианту <math>H_C = H^B_{C}</math>.

Коэрцитивная сила <math>H^M_{C}</math> всегда по модулю больше, чем <math>H^B_{C}</math>. Действительно, при <math>H = H^B_{C}</math> вследствие соотношения

<math>B = \mu_0H + \mu_0M</math>

(где <math>\mu_0</math> — магнитная постоянная; записано в СИ), имеем <math>M = -H_C^B > 0</math>, то есть намагниченность <math>M</math> в этом состоянии положительна. Значит, чтобы её обнулить (для попадания в состояние <math>H = H_C^M</math>), необходимо подальше сместиться в область отрицательных <math>H</math>, по сравнению с <math>H_C^B</math>.

Магнитомягкие и магнитотвёрдые ферромагнетики

Коэрцитивная сила некоторых ферромагнитных материалов

Материал	Коэрцитивная сила (кА/м)
Супермаллой (16Fe:79Ni:5Mo)	0,0002Шаблон:Rp
Пермаллой (Fe:4Ni)	0,0008—0,08
Железные опилки (чистота железа 0,9995 по массе)	0,004-37,4
Электротехническая сталь (11Fe:Si)	0,032—0,072
Низкоуглеродистая конструкционная сталь (1896)	0,16
Ni (чистота 0,99 по массе)	0,056—23
Магнитотвёрдый феррит (ZnxFeNi1−xO3)	1,2—16
Сплав 2Fe:Co	19
Кобальт (чистота 0,99 по массе)	0,8—72
Алнико	30—150
Металлическое покрытие поверхности магнитных дисков (Cr:Co:Pt)	140
Неодимовый магнит (NdFeB)	800—950
12Fe:13Pt (Fe48Pt52)	≥980
Сплав (Dy,Nb,Ga,Co:2Nd:14Fe:B)	2040—2090
Самарий-кобальтовый магнит (2Sm:17Fe:3N, при 10 K)	<40—2800
Самарий-кобальтовый магнит	3200

По величине коэрцитивной силы магнитные материалы условно разделяются на:

• Магнитомягкие материалы — материалы с низкой коэрцитивной силой, которые намагничиваются до насыщения и перемагничиваются в относительно слабых магнитных полях напряжённостью до 4 кА/м. После перемагничивания внешне они не проявляют магнитных свойств, так как состоят из хаотически ориентированных намагниченных до насыщения областей. Примером могут служить различные стали.
• Магнитотвердые материалы — материалы с высокой коэрцитивной силой, которые намагничиваются до насыщения и перемагничиваются в сравнительно сильных магнитных полях напряжённостью в тысячи и десятки тысяч ампер на метр. После намагничивания магнитно-твердые материалы остаются постоянными магнитами из-за высоких значений коэрцитивной силы и магнитной индукции. Примерами являются редкоземельные магниты NdFeB и SmCo, бариевые и стронциевые магнитотвердые ферриты.

Значения коэрцитивной силы некоторых ферромагнитных материалов приведены в таблице. Коэрцитивная сила сильно зависит от текстурованности материала, режима его термообработки, направления намагничивающего поля для текстурованных и анизотропных материалов, поэтому в таблице для некоторых материалов приведены диапазоны изменения коэрцитивной силы.

Применение

Коэрцитивная сила — сильно структурно-чувствительная характеристика, и она часто используется для анализа структурных и фазовых превращений, а также для изучения дефектов кристаллической решётки, образующихся при тех или иных воздействиях на металл (пластическая деформация, облучение и др.)

См. также

• Магнитный гистерезис
• Магнетизм
• Алнико
• Ални

Литература

• Шаблон:Книга
• Шаблон:Cite journal