магнитный решетка
Портал по рефератам - Измерение магнитострикции ферромагнетика скачать реферат, скачать реферат история, рефераты курсовые скачать, скачать реферат культура, скачать реферат психология, экономика реферат скачать, реферат право скачать, менеджмент реферат скачать, информатика рефераты скачать, скачать реферат химия
#redbar {height:83px;}
#redbarlinks {background-image:url(img/lst00000.gif); }
#leftcol {background-image:url(img/menucorn.gif);}
#rightcol ul li {list-style-image:url(img/rightnav.gif);}
Главная | Поиск магнитный решетка заказ рефератов | Рекомендуемые ресурсы Интернет | Online викторина
Рефераты
Химия
Компьютерные технологии
Математика
Наука
Физика
Астрономия
Микроэлектроника
Реклама
Статистика
на главную | Версия для
печати
Измерение магнитострикции ферромагнетика
Удмуртский Государственный Университет Кафедра Физики Твердого Тела Лабораторная работа № 4 Измерение магнитострикции ферромагнетика с помощью тензодатчика г. Ижевск Бреган Андрей гр.18-31 1998 год. Цель работы: определение продольной магнитострикции никеля в зависимости от амплитуды напряженности магнитного поля. Теория. § 1 Введение Данная работа посвящена изучению поведедения ферромагнетиков в магнитном поле. Хотя магнитное взаимодействие является малой поправкой к электрическим обменным силам, обусловливающим самопроизвольную намагниченность, тем не менее, они играют решающую роль во всем сложном комплексе явлений технического намагничивания. Поэтому выяснение физической природы магнитного взаимодействия в ферромагнетиках имеет не только теоретическое значение, но необходимо магнитный решетка для ясного понимания механизма тех физических процессов, которые обусловливают всю практическую ценность явления ферромагнетизма. Напомним, что ферромагнетиками называются вещества, в которых магнитные моменты ориентированы вдоль выделенного направления. Монокристаллы ферромагнетиков анизотропны в магнитном отношении. В качестве примера магнитокристаллической анизотропии на рис.1 приведены кривые намагничивания I(Н) монокристалла кобальта, снятые вдоль гексагональной оси (ось с) магнитный решетка перпендикулярно к ней (ось а). Как видно из рисунка, если магнитное поле H || c, то достаточно приложить поле в несколько сот эрстед для того, чтобы намагнитить кристалл до насыщения. При Н ^ с насыщение достигается только при Н » 104 Э. Наиболее резко магнитная анизотропия, проявляется в кристаллах гексагональной симметрии (Со, Tb, Dy). Из анализа кривых I(Н), снятых по различным кристаллографическим направлениям, следует, что в ферромагнитных монокристаллах существуют направления, называемые «осями легкого намагничивания» (ОЛН), магнитный решетка направления, называемые «осями трудного намагничивания» (ОТН). Известно, что минимум свободной энергии магнитокристаллической анизотропии достигается, когда намагниченность ориентирована вдоль ОЛН. Для поворота Is из этих направлений требуется затрата определенной работы, которая приводит к росту энергии магнитной или магнитокристаллической анизотропии. Энергией магнитокристаллической анизотропии называют ту часть энергии кристалла, которая зависит от ориентации вектора намагниченности относительно кристаллографических осей. Рис.1. Кривые намагничивания I(Н) монокристалла кобальта, снятые вдоль гексагональной оси (ось с) магнитный решетка перпендикулярно к ней (ось а). В случае кобальта эта энергия минимальна, если намагниченность направлена вдоль оси с (при комнатной температуре). При вращении намагниченности Is от оси с энергия анизотропии увеличивается с увеличением угла J между осью c магнитный решетка направлением Is, достигает максимума при J=90°, т. е. при Is ^ с, магнитный решетка затем уменьшается до первоначального значения при J =180°. § 2. Спонтанная магнитострикция магнитный решетка ее вклад в магнитную анизотропию При возможных изменениях ориентации самопроизвольной намагниченности в кристалле изменяются равновесные расстояния между узламирешетки. Поэтому возникают самопроизвольные магнитострикционныедеформации. т.е. Опр. При перемагничивании ферромагнетика имеет место магнитное взаимодействие элекектронов, которое влияет на межатомное расстояние, вызывая деформацию кристаллической решетки, что сопровождается изменением линейных размеров тела магнитный решетка появлением соответствующей магнитоупругой энергии. Это явление называется магнитострикцией. В частном случае кубического кристалла в отсутствие внешних напряжений свободная энергия магнитного магнитный решетка упругого взаимодействия (с точностью до шестых степеней в направляющих косинусах вектора Is магнитный решетка вторых степеней тензора магнитострикционных напряжений), равна сумме энергии магнитокристаллической анизотропии fa, упругой энергии fупр магнитный решетка магнитоупругой энергии fму: fa(ai ,ei j)= fa(ai ,ei j)+ fупр.(ai ,ei j)+ fму. (ai ,ei j) (1) 1) Можно феноменологическим путем получить выражение плотности fa энергии магнитной анизотропии, раскладывая эту энергию в ряд по степеням направляющих косинусов вектора намагниченности ai относительно осей симметрии кристалла. Сначала найдем выражение fa для кобальта, имеющего гексагональную решетку с ОЛН - с, для которого ai =a = cos (Is,с) = cos J. Для гексагональной решетки, обладающей центром симметрии, операция замены a на - a должна оставлять энергию инвариантной относительно такого преобразования симметрии. Следовательно, в разложении останутся только члены с четными степенями а, т. е. fa=K1ўa2 + K2ўa4 + ...... (2) где K1ўa2 магнитный решетка K2ўa4 магнитный решетка т. д. - параметры магнитной анизотропии; fa чаще записывают в следующем виде: fa = K1 sin2J+ K2 sin4J+..., (3) где K1 магнитный решетка K2 называют 1-й магнитный решетка 2-й константами магнитной анизотропии. Энергия анизотропии кристаллов гексагональной системы в общем случае должна зависеть от азимута j. Но эта зависимость является очень слабой, магнитный решетка ею обычно пренебрегают. Для кубических кристаллов, таких как Fe, Ni, энергия анизотропии выражается в функции направляющих косинусов (a1, a2, a3) намагниченности Is относительно трех ребер куба: (a1=cos(Is, [100]); a2=cos(Is, [010]); a3=соs(Is, [001]). (4) Энергия анизотропии должна быть такой функцией a1 , a2 , a3, которая оставалась бы инвариантной при преобразованиях симметрии кубического кристалла. В кубическом кристалле плоскости типа [100] являются плоскостями симметрии. Зеркальное отражение вектора Is в такой плоскости должно оставлять функцию fa(a1, a2, a3) инвариантной. Отражение, например, в плоскости (100) заменяет a1 на - a1,оставляя a2 магнитный решетка a3 неизменными. Аналогично зеркальное отражение в плоскостях (010) магнитный решетка (001) изменяет знаки соответственно у a2 магнитный решетка a3. Следовательно, функция fa(a1, a2,a3) должна быть инвариантной относительно преобразований ai ® - ai ( i = 1,2,3) (5) Кубический кристалл имеет также плоскости симметрии типа {110}. Отражение в этих плоскостях соответствует преобразованиям ai ® - aj ( i¹ j = 1,2,3) (6) Первым членом разложения энергии анизотропии кубического кристалла по степеням a1 , a2 , a3, удовлетворяющим требованиям симметрии (5,6), является a21 + a22 + a23 , но этот член разложения всегда равен единице и, следовательно, не описывает эффекта анизотропии. Следующий член (четвертого порядка относительно ai), a41 + a42 + a43 может быть приведен к виду a41 + a42 + a43 = 1- 2(a21a22+a22a23+a21a23) (7) так как (a21 + a22 + a23)2 = 1. Далее, член шестого порядка приводится к виду a61 + a62 + a63 = 1- 3(a21a22+a22a23+a21a23)+3a21a22a23 (8) так как (a21 + a22 + a23)3 = 1. Энергия анизотропии на единицу объема кубического кристалла с точностью до членов шестого порядка относительно ai представляется в виде линейной комбинации fa=K1(a21a22+a22a23+a21a23)+K2a21a22a23 (9) Часто членом K2a21a22a23, который обычно меньше первого члена в (9), пренебрегают. Тогда: fa=K1(a21a22+a22a23+a21a23) (10) Знаки констант анизотропии K1 магнитный решетка K2 магнитный решетка их относительная величина определяют то кристаллографическое направление, которое в данном кристалле будет «легким». Если К1>0, то первый член в (9) минимален при направлении намагниченности вдоль осей [100], [010], [001], которые в этомслучае являются осями легкого намагничивания.Если К1<0, то осями легкого намагничивания являются оси[111], [I11], [1I1], [11I], так как первый член в энергии анизотропии (9) минимален, когда намагниченность расположена вдоль этих осей. Если учитывать магнитный решетка второй член в (9), то направление диагональной оси [100] в тех случаях, когда К1 отрицательна магнитный решетка меньше по абсолютной величине, чем К2, также может быть направлением легкого намагничивания. В заключение отметим, что в ряде случаев удобнее fa раскладывать в ряд по сферическим функциям Ym l (J ,j) где J - полярный угол, j -азимут вектора намагниченности по отношению к выбранной оси симметрии. Тогда fa=SScmlUml(J,j) , (11) где cml - параметры, аналогичные константам анизотропии . Разложение (11) справедливо для кристаллов любой симметрии (тип симметрии определяют величины cml, т. е. какие из этих коэффициентов обращаются в нуль). 2) fупр.(ei j ) = ½ [C11(e2xx+ e2yy+ e2zz)] +½ [C44(e2xy+ e2yz+ e2xz)]+ + C12(exxeyy+ eyyezz+ exxezz ) (12) 3) fму.(ai ,ei j ) = B1[(a21 – 1/3)exx+(a22 – 1/3)eyy+(a23 – 1/3)ezz]+ B2[a1a2exy+a2a3 eyz+a1a3exz] , (13) где, ai – направляющие косинусы вектора спонтанной намагниченности, ei j- компоненты тензора деформации кристалла, В1 , В2 – константы магнитоупругой энергии, С11 , С44 , С14 – модули упругости. Устойчивому равновесному состоянию деформированного кристалла с определенным направлением намагниченности (ai = const) соответствует минимум свободной энергии. Чтобы определить компоненты тензора деформации при отсутствии внешних напряжений, характеризующие спонтанную магнитострикционную деформацию или спонтанную магнитострикцию, следует найти компоненты e(0)i j , соответствующие минимуму f. Минимизируя выражения для плотности энергии f относительно e i j, получим ∂f/∂exx= B1(a21 – 1/3)+C11e(0)xx + C12(e(0)yy+e(0)zz)=0 , ∂f/∂eyy= B1(a22 – 1/3)+C11e(0)yy + C12(e(0)zz+e(0)xx)=0 , (14) ∂f/∂ezz= B1(a23 – 1/3)+C11e(0)zz+ C12(e(0)xx+e(0)yy)=0 , ∂f/∂ezy= B2a1a2+ C44e(0)xy=0, ∂f/∂eyz= B2a2a3+ C44e(0)yz=0, (15) ∂f/∂exz= B2a1a3+ C44e(0)xz=0, Складывая три уравнения (14), найдем: (∆V/V)0= e(0)xx+ e(0)yy+ e(0)zz , т.е. в этом приближении изменение объема кристалла (∆V/V)0 при спонтанной магнитострикционной деформации равно нулю. Из (14) магнитный решетка (15) получим компоненты тензора этой деформации e(0)i i = -[B1/(C11-C12)] [a2i – 1/3], e(0)i j = -(B2/C44)aiaj ; i , j = x, y, z. (16) Зная e(0)i j легко найти удлинение кристалла δl/l при спонтанной магнитострикционной деформации в любом направлении, определяемом направляющими косинусами β1, β2, β3: (δl/l)0 = e(0)xx β21+ e(0)yy β22+ e(0)zz β23+ e(0)xy β1 β2+ e(0)yz β2 β3+ e(0)zx β3β1= = - [B1/(C11-C12)] [a21 β21+a22 β22+a23 β23- 1/3] – – (B2/C44)( a1a2 β1 β2+a2a3 β2 β3+a3a1 β3 β1) (17) Найдем δl/l для кристаллографических направлений [100] магнитный решетка [III]. Если кристалл намагничен вдоль направления [100], то, полагая в (17) a1 = β1 = 1, a2 = a3 = β2 = β3 = 0, получим (δl/l)[100] =λ100 = - 2/3 [B1/(C11-C12)]. (18) Аналогично для направления [111] будем иметь (δl/l)[111] =λ111 = - 1/3 (B2/C44) , (19) где λ100 магнитный решетка λ111 носят название констант магнитострикции. Подставляяв (18,19),Выражения для констант магнитоупругой энергии: B1=N(∂g1/∂r)r0 , B2= 2Ng1, (20) где - N число атомов в единице объема. Можно выразить магнитострикционныеконстанты λ100 магнитный решетка λ111 для различных типов кубических решеток через коэффициенты g1 в выражении для энергии пары атомов: 1- простая кубическая: λ100 = -2/3[N/(C11 – C12)][∂g1/∂r]r0 ; λ111 = - 4/3(N/C44)g1 2- объемно- центрированная: λ100 = -16/9[N/(C11 – C12)]g1 ; (21) λ111 = - 16/27[g1+(∂g1/∂r)r0] 3 – гранецентрированная: λ100 = -1/3[N/(C11 – C12)][6g1 – (∂g1/∂r)r0] ; λ111 = - 2/3[N/C44] [2g1+(∂g1/∂r) r0] Принимая во внимание (16), магнитоупругую (13) магнитный решетка упругую (12) энергии при спонтанной деформации можно записать в виде: f(0)му.= [B21/(C11 – C12)] ∑ (a2i-1/3)2 - B22/C44 ∑ a2ia2j , (i , j=1,2,3) f(0)упр.= ½ C11 [B21/(C11 – C12)2] ∑ (a2i-1/3)2 + ½ C44 B22∑ a2ia2j+ +C12[B21/(C11 – C12)2] ∑ (a2i-1/3)(a2j-1/3), (i , j=1,2,3) или, учитывая соотношения 1) ∑a2 i =1 (i =1,2,3) ; 2) ∑a4 i =1 –2 ∑ a2 i a2j (i , j=1,2,3) ; 3) ∑ (a2i-1/3)2= 2/3 – 2 ∑ a2ia2j (i , j=1,2,3, i>j) ; 4) ∑ (a2i-1/3)(a2j-1/3) = ∑ a2ia2j – 1/3 (i , j=1,2,3, i>j) ; f(0)му.= – [B21/(C11 – C12)][ 2/3 – 2 ∑ a2ia2j] - B22/C44 ∑ a2ia2j , (i , j=1,2,3, i>j) (22) f(0)упр.= ½ C11 [B21/(C11 – C12)2] [ 2/3 – 2 ∑ a2ia2j] + ½ C44 B22∑ a2ia2j+ +C12[B21/(C11 – C12)2] ∑ a2ia2j – 1/3 , (i , j=1,2,3,i>j) (23) Подставляя (21) магнитный решетка (23) в (1) магнитный решетка учитывая (10), (18) магнитный решетка (19), получим следующее выражение для плотности анизотропной части магнитной энергии кристалла при отсутствии упругих внешних напряжений: f =(K1+∆K1)∑ a2ia2j (i , j=1,2,3, i>j) (24) где добавка ∆K1 к первой константе анизотропии, обусловленная спонтанной магнитострикционной деформацией равна ∆K1= [2B21/(C11 – C12)] + [B22/C44] – [C11{B21/(C11 – C12)2}]+ + [½ C44 (B22/C244)]+[ C12 {B21/(C11 – C12)2] = = [B21/(C11 – C12)] – ½[B22/C44]=9/4 l2100(C11-C12) – 9/2l2111C44 (25) Как видно из (24), вид зависимости плотности энергии от направляющих косинусов не изменился, но константа анизотропии благодаря спонтанной деформации решетки увеличилась. §2. Физическая природа естественной магнитной анизотропии. В первых работах Акулова магнитное взаимодействие в ферромагнитных кристаллах с микроскопической точки зрения трактовалось чисто классическим путем. Квантовомеханическая трактовка была дана в работах Блоха магнитный решетка Джентиля. Классическую теорию температурной зависимости констант магнитной анизотропии развили Акулов магнитный решетка Зинер, исходя из представления о том, что около каждого узла решетки можно выделить области ближнего магнитногопорядка с не зависящими от температуры локальными константами анизотропии. Локальные мгновенные намагниченности этих областей из-за теплового движения распределены хаотически магнитный решетка образуют среднюю намагниченность всего кристалла. Отсюда удается определить связь между температурным ходом констант анизотропии магнитный решетка намагниченности в виде Kn(T)/Kn(0) = [Is (T)/Is (0)]n(2n+1) , (26) где n – порядок константы. Таким образом, мы приходим к универсальной зависимости K1≈ I3s магнитный решетка K2≈ I10s. Pезультат (26) получается в приближении теории молекулярного поля . Микроскопические трактовки этой проблемы даны в работах Ван - флека магнитный решетка Канамори. В основе всех расчетов по микроскопической теории магнитной анизотропии лежит учет магнитного взаимодействия между спиновымии орбитальными магнитными моментами электронов, принимающих участие в ферромагнетизме. В общем случае оператор магнитной энергии складывается из трех членов. Hмагн.=U1+U2+U3 (27) где U1 — оператор, соответствующий движению электронов относительно ионов решетки,— спин-орбитальная энергия; U2 — оператор магнитной энергии, возникающей вследствие относительного движения самих электронов, —орбитальная энергия; U3 — оператор энергии магнитного взаимодействия спиновых магнитных моментов электронов — спиновая энергия (в первом приближении имеет вид дипольного взаимодействия). Эффект орбитального взаимодействия U1 магнитный решетка U2 проявляющийся в случае изолированных атомов в образовании тонкой структуры спектральных линий приводит к появлению «внутренних магнитных полей» порядка 105 э. С другой стороны, «эквивалентное магнитное поле» анизотропии ферромагнетиков, определяемое величиной поля, при котором достигается насыщение в монокристалле вдоль труднейших направлений намагничивания, оказывается порядка 102 э магнитный решетка лишь в редких случаях (Со, пирротин) достигает 103—104 э. Объяснение этого несоответствия заключается в том, что в отличие от атомов, где орбитальные моменты отличны от нуля (за исключением s-состоянии), в ферромагнитных кристаллах (например, в d-металлах магнитный решетка сплавах), как показывают измерения гиромагнитного эффекта, средний орбитальный магнитный момент по кристаллу почти всегда практически равен нулю. Поэтому в первом приближении эффект спин-орбитальных энергий U1 магнитный решетка U2 также равен нулю. Отличный от нуля эффект получается лишь во втором магнитный решетка более высоких приближениях. Что же касается спиновой части магнитного взаимодействия U3, которая хотя магнитный решетка дает отличный от нуля эффект в первом приближении, но тем не менее не обеспечивает наблюдаемый на опыте порядок величины эффективных «полей» благодаря своей малости . Несмотря на отсутствие законченной квантовой трактовки магнитноговзаимодействия в ферромагнетиках, в этой области имеются известныеуспехи. Так, например, удалось объяснить правильный порядок величины констант магнитной анизотропии. В частности, без всяких дополнительных соображений из теории следует, что в кубических кристаллах (Fe, Ni) константы анизотропии должны быть меньше по абсолютной величине, чем в случае гексагональных кристаллов (Со, пирротин). Это вытекает из свойств симметрии кубических кристаллов, в которых первое приближение для дипольной энергии U3 магнитный решетка второе приближение для орбитальных энергий U1 магнитный решетка U2 не приводит к зависимости свободной энергии кристалла от ориентации его намагниченности относительно кристаллографических осей. Для получения этой зависимости надо рассматривать следующие приближения, в то время как в гексагональных решетках анизотропия получается магнитный решетка в первом приближении для U3, магнитный решетка во втором для U1 магнитный решетка U2. Остановимся несколько подробнее на микромеханизме явления естественной кристаллографической магнитной анизотропии. Посколькув создании самопроизвольной намагниченности ферро- магнитный решетка антиферромагнетиков основную роль играют электронные спины, то микроскопическая энергия, ответственная за магнитную анизотропию, должна зависеть от состояния этих спинов в кристалле, магнитный решетка также отражать симметрию распределения спиновой магнитный решетка зарядовой (орбитальной) плотности в кристалле. Наиболее простым является механизм магнитного дипольного взаимодействия спинов. К сожалению, однако, учет лишь дипольного межэлектронного взаимодействия не может, как правило, объяснить наблюдаемую на опыте величину энергии магнитной анизотропии. Другой из упомянутых выше механизмов заключается в связи междуспином магнитный решетка орбитальным движением электронов [например, описываемойчленами U1 магнитный решетка U2 гамильтониана (27)]. Киттель дает следующее наглядное объяснение физического механизма магнитной анизотропии из-за спин-орбитальной связи.В основу своего объяснения они кладут общепризнанное положение, что, само появление этой анизотропии обусловлено совместным действием спин-орбитальной связи, частичного замораживания орбитальных моментов неоднородными кристаллическими полями магнитный решетка орбитальным обменным взаимодействием соседних атомов. Таким образом, самопроизвольная намагниченность кристалла «чувствует» ионную решетку через орбитальное движение магнитных электронов. Спины, участвующие в намагниченности, взаимодействуют с орбитальным движением с помощью спин-орбитальной связи, магнитный решетка орбитальное движение связано с решеткойполем лигандов. Микроскопическая энергия, возникающая благодаря этому механизму, может быть в свою очередь двух типов: 1) спин-орбитальная связь, которая зависит от спиновых состоянийдвух или более ионов-носителей магнитного момента (парная модельмагнитной анизотропии); 2) связь, зависящая от спинового состояния только отдельных ионов(одноионная модель магнитной анизотропии). Последний механизм оказывается наиболее близким к реальной ситуации, которая имеет место в неметаллических антиферро - магнитный решетка ферримагнетиках, в которых магнитноактивные ионы находятся в окружении магнитно-нейтральных анионов. Под действием поля лигандов, симметрия которого определяется типом кристалла, происходит расщепление уровней магнитного иона. В результате основному состоянию в зависимости от структуры кристаллической решетки будут соответствовать различные типы уровней, что приводит к магнитной анизотропии кристалла с магнитным порядком. § 3. Магнитострикция при техническом намагничивании Известно, что в процессе технического намагничивания происходит смещение границ доменов магнитный решетка вращение вектора Is. Рассмотрим, как эти процессы влияют на изменение длины кристалла с положительной константой магнитной анизотропии K1. Пусть внешнее магнитное поле параллельно оси [110] магнитный решетка в исходном состоянии объемы Vi доменов, намагниченных вдоль шести направлений легкого намагничивания, равновелики: V0100= V0I00 =V00I0 =V0001 =V00I 0 =V000I =1/6 V, где V – объем кристалла. а) Смещение 180° доменных границ. При этом домены, намагниченные вдоль направлений [100] и_{010], поглощаются доменами,намагниченными в направлениях [100] магнитный решетка [010]. Изменения длины при смещении 180° доменных границ не происходит. После того как смещение этих границ заканчивается, объемыдоменов равны V0I00= V00I0 =0 При этом средняя намагниченность кристалла I= 2/3 (2) - ½ Is б) Смещение 90° границ. При этом домены, намагниченныевдоль направлений [100] магнитный решетка [010], поглощают домены, намагниченные в направлениях [001] магнитный решетка [001]. В конце этого процесса объемы доменов равны V100=V010=V/2,V001=V00I=0 магнитный решетка средняя намагниченность кристалла I = (2) - ½ Is Отноносительное изменение длины, вызванное смещением 90° границ, будет при этом равно ∆l/l=1/3[(dl/l)[001] – (dl/l)[100]]=1/3[(dl/l)[001] – (dl/l)[010]] = (1/3)(3/4) l100 = ¼ l100 (28) гле (dl/l)[001] (a1 = a2 = 0, a3 = 1 ), (dl/l)[100] (a2 = a3 = 0, a1 = 1 ), (dl/l)[010] (a1 = a3 = 0, a2 = 1 ), Отметим, что формула (28) определяет лишь конечное изменение длины, соответствующее намагниченности I= (2) - ½ Is, при которой заканчивается процесс смещения 90° границ при условии, что вклад в намагниченность от процессов вращения еще пренебрежимо мал. в) Вращение. Если процессы смещения 180 магнитный решетка 90 границ заканчиваются в слабых магнитных полях, при которых вклад в намагниченность от процессов вращения пренебрежимо мал, то можно считать, что при дальнейшем росте магнитного поля вращение векторов намагниченности доменов к оси [110] происходит в плоскости (001) .Пусть J - угол между направлением намагниченности доменов магнитный решетка полем. Тогда намагниченность вдоль поля Н равна I=Is cos J. Относительное удлинение вдоль оси [110] будет (d l/l)[110] = - 1/2l100 + 3/4l100 (a21+a22) + 3/2l111a1a2 , где a1 = cos(p/4-J), a2 = sin(p/4-J) , откуда (d l/l)[110] = ¼ l100 + ¾ l111 (2cos2J -1) » ¼ l100 + ¾ l111 (2(I/Is)2 -1). Метод измерений магнитный решетка описание установки На исследуемые в работе ферромагнитные образцы, наклеены проволочные тензодатчики, изготовленные из тонкой константановой проволоки. Константан имеет очень малый температурный коэффициент омического сопротивления магнитный решетка пригоден для выполнения прецизионных измерений. В результате явление магнитострикции при намагничивании образца изменяются магнитный решетка линейные размеры тензодатчика, что приводит к изменению его омического сопротивления. По величине изменения омического сопротивления можно судить о величине магнитострикции. Коэффициент пропорциональности изменения омического сопротивления тензодатчика называют коэффициентом тензочуствительности. На рис.2 приведена электрическая схема установки для измерения магнитострикции. Схема собрана в виде стенда с клеммами для подключения внешних приборов, магнитный решетка именно: источника постоянного напряжения 10В. магнитный решетка микровольтметра постоянного тока. Через клеммы также подключается тензодатчик исследуемого образца магнитный решетка источник постоянного магнитного поля (соленоид). Измерительный проволочный тензодатчик ИТД является одним из плеч измерительного моста, во второе плечо которого включен компенсационный тензодатчик КТД, наклеенный на стальную полоску, находящуюся вне магнитного поля. Два других плеча измерительного моста образованы прецизионными резисторами R1 магнитный решетка R2 . Потенциометр R3 служит для грубой компенсации моста, магнитный решетка реоход R4 для точной компенсации. К диагонали измерительного моста через подвижный контакт реохода магнитный решетка клеммы x3,x4 “мкВ” Подключается внешний микровольтметр. Резистор R5 задает ток питания датчиков. На стенде размещен также переменный резистор R6 для регулировки тока в соленоиде и, соответственно, амплитуды магнитного поля в нем. Конструктивно-технологические особенности выполнения измерений магнитострикции. Измерение магнитострикции является прецизионным процессом, в силу малости измеряемой величены. Даже у никеля, имеющего одну из самых больших величин магнитострикции, она составляет всего 30x10-6. Поэтому при питании тензодатчиков током порядка 5мА, разбаланс моста составляет в зависимости от величены l от 1 до 10 мкВ, что соответствует изменению сопротивления тензодатчика 10-4-10-3 Ом. Для сравнения: величина термоЭДС контакта медь-конктантан – 30 мкВ/град С, магнитный решетка переходные сопротивления контактов могут достигать величин десятых долей Ома, т.е. ,по крайней мере, два мешающих фактора существенно превосходят измеряемую величину. Основные способы отстройки от мешающих факторов использованные в стенде: -размещение контактов индуцирующих термоЭДС в соседних плечах моста для компенсации ее; -использование скользящего контакта реохода (контакта с большим переходным сопротивлением) в высокоомной потнциалометрической цепи; -обеспечение стабильного температурного режима за счет изготовления соленоида с большим запасом по мощности (во избежание его нагрева) магнитный решетка удаление его от измерительной схемы. Перечень приборов магнитный решетка оснастки. Для выполнения работы необходимы: - стенд контроля, - амперметр постоянного тока, - микровольтметр постоянного тока или гальванометр, - источник постоянного напряжения. Порядок выполнения работы. В качестве образцов работе используется ленты из никеля (образец №1) магнитный решетка лента из электротехнической стали марки 3414 толщиной 0,35 мм, вырезанной вдоль направления проката, совпадающего с направлением магнитной магнитный решетка кристаллографической текстуры (образец №2) магнитный решетка поперек направления проката, т.е. поперек направления магнитной текстуры (образец №3). Порядок выполнения измерений следующий: 1. Подготовить к измерениям рабочее место. 1.1. Подключить к клеммам “мкВ” микровольтметр постоянного напряжения к клеммам “U пит” источник постоянного напряжения, установив на нем напряжение 10 В. К клеммам “соленоид” подключить последовательно соедененные амперметр постоянного тока магнитный решетка соленоид. К клеммам “ИТД” подключить выводы тензодатчика, наклеенного на образце №1. 1.2. Установить переключатель пределов измерения микровольтметра в положение максимальной величине напряжения. Переключатель пределов измерения амперметра установить в положение “2А”, магнитный решетка ручку резистора регулировки тока соленоида в крайнее левое положение, соответствуещее минимальному току. 2. Выполнить измерения магнитострикции. 2.1. Включить в сеть микровольтметр магнитный решетка источник питания магнитный решетка дать ему прогреться в течении 5-10 мин. 2.2. С помощью резисторов “компенсация грубо” магнитный решетка реохода “компенсация точно” скомпенсировать измерительный мост – добиться минимальных показателей микровольтметра. Постепенно увеличивая чувствительность микровольтметра, довести ее до предела “100 кВ”. 2.3. Изменяя ток в соленоиде от минимального значения до 2А записать показания вольтметра, соответствуещее 5-6 точкам значений тока в соленоиде. 2.4. Выполнить измерения в том же порядке для образцов 2 магнитный решетка 3. Примечания: 1. Перед заменой образца тензодатчика выключить источник напряжения, магнитный решетка ручки управления приборов установить в положение соответстстаующее п.1.2. 2. В случае, если не удается установить стрелку микровольтметра на нулевое положение в процессе компенсации моста, допускается производить отсчет показаний относительно полученного (ненулевого) значения шкалы. 3. Замену образов производить при выключенном источнике питания микровольтметра. 3. Обработка результатов измерений. 3.1. Рассчитать величину магнитострикции, соответствующую показаниям микровольтметра. 3.2. По номиналам резисторов, указанным в схеме на рис.2 рассчитать ток тензодатчика. 3.3. Зная разбаланс моста в мкВ магнитный решетка ток через тензодатчик рассчитать разбаланс моста в Омах магнитный решетка определить соответствующую этому разбалансу магнитострикцию, используя соотношение: l=∆l/l=g(∆R/R), где ∆R – разбаланс моста в Омах. R = 200 Oм – сопротивление тензодатчика, g = 2 - коэффициент тензочувствительности. 3.4. Построить зависимость g =f(H) для всех образцов (постоянная соленоида К = 100 Э/А = H/J, где Н – амплитуда магнитного поля, J – ток соленоида). 3.5. Объяснить различия в зависимостях g =f(H) для образцов из электротехнической стали, вырезанных вдоль магнитный решетка поперек проката. Рис. 2. Электрическая схема установки для измерения магнитострикции. Литература. 1. Вонсовский С.В. Магнетизм: «Наука», 1971, 2. Ивановский В.И. Физика магнитных явлений, Издательство Московского университета, 1981 3. Г.Рейнбот. Магнитные материалы магнитный решетка их применение. Перевод с немецкого Л. Энергия, 1974, с. 375-380. Контрольные вопросы. 1. Что такое магнитострикция ? Какова ее величина ? Чем явление магнитострикции отличается от пъезоэффекта ? 2. Вследствие чего возникают магнитострикционные деформации ? 3. Какова природа магнитной анизотропии ? 4. Какие оси в кубическом кристалле будут ОЛН, магнитный решетка какие ОТН ? Почему ? 5. Какие процессы влияют на изменение длины кристалла с положительной константой магнитной анизотропии K1 ? 6. Зная плотность свободной энергии можно сосчитать всю термодинамику системы. Чему равна плотность свободной энергии деформированного кристалла, намагниченного до насыщения? 7. Как зависят константы магнитной анизотропии от вектора намагниченности в приближении молекулярного поля? 8. Вектор спонтанной намагниченности Is вращается в плоскости (100) монокристалла кубической системы, j - угол между Is магнитный решетка крисаллографичеким направлением [001]. Вывести выражение для магнитострикции в функции угла j в направлении [111]. 87738977
Коллекция рефератов / Измерение магнитострикции ферромагнетика на главную | Версия для
печати
Главная | Поиск магнитный решетка заказ рефератов | Рекомендуемые ресурсы Интернет
© Коллекция рефератов ALL-Referat
разделы
отбеливание
регестрация пбоюл
антиобледенительные система
электропечь dimplex model lee rc
купить широкоугольник
снегоуборочный машина
подбор эмаль
фарфор portofino
китайский махровый
измеритель петля фаза нуль
mastercard
классический аэробика
светоотражающий краска
теплогенераторы master
полноцвет кружок
покупка кострома
купить tomb raider
выставочный витрина
перевод итальянский
вечерний платье
доставка
тестоокруглитель ленточный
ичп пбоюл
винный холодильник
бензопила dolmar
ковры резиновый
поливомоечная машина
восстановление файл
авиа отправка
профессиональный видеосъемка
fag
тонирование стекла
флюрисцентная краска
фосфорный краска
силуэт слимент лифт
ziplock
сглаз
книга кремль
позитивный психология
hi-fi
k610 купить
бензопила импортный
медикаметозное безоперационное прерывание беременность
omega
выделение кислорода
фирменный цвет
прерывание беременность
лидо пекарня
красный площадь собор
миканитовые втулка
любимый цвет
кислородный концентратор
нард online
мурано
рефрижератор
rittal
крановый тележка
валерий билет
i`m o.k./герои гроб
лечение алкоголизма
кострома риелтор
cad купить
организовать рассылка
этнический психология
катетер
циклон сцн-40
селин дион билет
нард скачать бесплатный
подшипниковый узел
свойство краска
электрокамин dimplex model silver (sp4)
акриловый вставка вкладыш
видеослот
кайт серфинг
оркестр креольский танго
купить актуатор
агат кристи билет
omega
фарфор portofino
асбест хризотиловый
лад
шапка доставка
8800 white gold
креатин
пластиковый пакет
iridium motorola
эфирный антенна kaasi
билет ммдм
букмекерский контора шанс
госпиталь мэш
легранд
нард скачать бесплатный
индустриальный монитор
авиа отправка
книга кремль
детский гинеколог
трубогиб дорном
билет ммдм
ром доставка
бюро переводчик
новосельский доломит
man гильза
промышленый альпинизм
создание анимационный клип
компания доминике
sikkens краска
перевод итальянский
промышленый альпинизм
красный площадь сегодня
мурано
metrobond
телематические служба
магнитный решетка