Коэрцити́вная си́ла (от лат. coercitio «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
Чем большей коэрцитивной силой обладает постоянный магнит, тем он устойчивее к размагничивающим факторам.
Формальное определение
Коэрцитивная сила — такое размагничивающее внешнее магнитное поле напряжённостью , которое необходимо приложить к ферромагнетику, предварительно намагниченному до насыщения, чтобы довести до нуля его намагниченность или индукцию магнитного поля внутри.
Соответственно, коэрцитивная сила может определяться из кривых или из кривых (обозначения: или ). Рисунок справа отвечает варианту .
Коэрцитивная сила всегда по модулю больше, чем . Действительно, при вследствие соотношения
(где — магнитная постоянная; записано в СИ), имеем , то есть намагниченность в этом состоянии положительна. Значит, чтобы её обнулить (для попадания в состояние ), необходимо подальше сместиться в область отрицательных , по сравнению с .
Магнитомягкие и магнитотвёрдые ферромагнетики
| Материал | Коэрцитивная сила (кА/м) |
|---|---|
| Супермаллой (16Fe:79Ni:5Mo) |
0,0002[1]:131,133 |
| Пермаллой (Fe:4Ni) | 0,0008—0,08[2] |
| Железные опилки (чистота железа 0,9995 по массе) |
0,004-37,4[3][4] |
| Электротехническая сталь (11Fe:Si) |
0,032—0,072[5] |
| Низкоуглеродистая конструкционная сталь (1896) |
0,16[6] |
| Ni (чистота 0,99 по массе) | 0,056—23[4][7] |
| Магнитотвёрдый феррит (ZnxFeNi1−xO3) |
1,2—16[8] |
| Сплав 2Fe:Co[9] | 19[4] |
| Кобальт (чистота 0,99 по массе) | 0,8—72[10] |
| Алнико | 30—150[11] |
| Металлическое покрытие поверхности магнитных дисков (Cr:Co:Pt) |
140[12] |
| Неодимовый магнит (NdFeB) |
800—950[13][14] |
| 12Fe:13Pt (Fe48Pt52) | ≥980[15] |
| Сплав (Dy,Nb,Ga,Co:2Nd:14Fe:B) | 2040—2090[16][17] |
| Самарий-кобальтовый магнит (2Sm:17Fe:3N, при 10 K) |
<40—2800[18][19] |
| Самарий-кобальтовый магнит | 3200[20] |
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[21]. 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.)
Примечания
- ↑ Tumanski, S. Handbook of magnetic measurements. — Boca Raton, FL : CRC Press, 2011. — ISBN 9781439829523.
- ↑ M. A. Akhter-D. J. Mapps-Y. Q. Ma Tan-Amanda Petford-Long-R. Doole; Mapps; Ma Tan; Petford-Long; Doole (1997). “Thickness and grain-size dependence of the coercivity in permalloy thin films”. Journal of Applied Physics. 81 (8): 4122. Bibcode:1997JAP....81.4122A. DOI:10.1063/1.365100.
- ↑ [1] Архивировано 4 февраля 2008 года.
- ↑ 1 2 3 Magnetic Properties of Solids. Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Дата обращения: 22 ноября 2014. Архивировано 22 августа 2014 года.
- ↑ timeout. Cartech.ides.com. Дата обращения: 22 ноября 2014. (недоступная ссылка)
- ↑ Thompson, Silvanus Phillips. Dynamo-electric machinery. — 1896. Источник. Дата обращения: 15 сентября 2020. Архивировано 8 мая 2020 года.
- ↑ M. S. Miller-F. E. Stageberg-Y. M. Chow-K. Rook-L. A. Heuer; Stageberg; Chow; Rook; Heuer (1994). “Influence of rf magnetron sputtering conditions on the magnetic, crystalline, and electrical properties of thin nickel films”. Journal of Applied Physics. 75 (10): 5779. Bibcode:1994JAP....75.5779M. DOI:10.1063/1.355560.
- ↑ Zhenghong Qian; Geng Wang; Sivertsen, J.M.; Judy, J.H. (1997). “Ni Zn ferrite thin films prepared by Facing Target Sputtering”. IEEE Transactions on Magnetics. 33 (5): 3748—3750. Bibcode:1997ITM....33.3748Q. DOI:10.1109/20.619559.
- ↑ Orloff, Jon. Handbook of Charged Particle Optics, Second Edition. — 2017-12-19. — ISBN 9781420045550. Источник. Дата обращения: 15 сентября 2020. Архивировано 24 сентября 2020 года.
- ↑ Luo, Hongmei; Wang, Donghai; He, Jibao; Lu, Yunfeng (2005). “Magnetic Cobalt Nanowire Thin Films”. The Journal of Physical Chemistry B. 109 (5): 1919—22. DOI:10.1021/jp045554t. PMID 16851175.
- ↑ Архивированная копия. Дата обращения: 15 сентября 2020. Архивировано 30 октября 2020 года.
- ↑ Yang, M.M.; Lambert, S.E.; Howard, J.K.; Hwang, C. (1991). “Laminated CoPt Cr/Cr films for low noise longitudinal recording”. IEEE Transactions on Magnetics. 27 (6): 5052—5054. Bibcode:1991ITM....27.5052Y. DOI:10.1109/20.278737.
- ↑ C. D. Fuerst-E. G. Brewer; Brewer (1993). “High‐remanence rapidly solidified Nd‐Fe‐B: Die‐upset magnets (invited)”. Journal of Applied Physics. 73 (10): 5751. Bibcode:1993JAP....73.5751F. DOI:10.1063/1.353563.
- ↑ WONDERMAGNET.COM - NdFeB Magnets, Magnet Wire, Books, Weird Science, Needful Things. Wondermagnet.com. Дата обращения: 22 ноября 2014. Архивировано из оригинала 11 февраля 2015 года.
- ↑ Chen & Nikles, 2002
- ↑ Bai, G.; Gao, R.W.; Sun, Y.; Han, G.B.; Wang, B. (2007). “Study of high-coercivity sintered NdFeB magnets”. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 308 (1): 20—23. Bibcode:2007JMMM..308...20B. DOI:10.1016/j.jmmm.2006.04.029.
- ↑ Jiang, H.; Evans, J.; O'Shea, M.J.; Du, Jianhua (2001). “Hard magnetic properties of rapidly annealed NdFeB thin films on Nb and V buffer layers”. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 224 (3): 233—240. Bibcode:2001JMMM..224..233J. DOI:10.1016/S0304-8853(01)00017-8.
- ↑ Nakamura, H.; Kurihara, K.; Tatsuki, T.; Sugimoto, S.; Okada, M.; Homma, M. (1992). “Phase Changes and Magnetic Properties of Sm2Fe17Nx Alloys Heat-Treated in Hydrogen”. IEEE Translation Journal on Magnetics in Japan. 7 (10): 798—804. DOI:10.1109/TJMJ.1992.4565502.
- ↑ High coercivity Sm2Fe17Nx and related phases in sputtered film samples. Cat.inist.fr. Дата обращения: 22 ноября 2014. Архивировано 12 июня 2012 года.
- ↑ M. F. de Campos-F. J. G. Landgraf-N. H. Saito-S. A. Romero-A. C. Neiva-F. P. Missell-E. de Morais-S. Gama-E. V. Obrucheva-B. V. Jalnin; Landgraf; Saito; Romero; Neiva; Missell; De Morais; Gama; Obrucheva; Jalnin (1998). “Chemical composition and coercivity of SmCo5 magnets”. Journal of Applied Physics. 84 (1): 368. Bibcode:1998JAP....84..368D. DOI:10.1063/1.368075.
- ↑ ГОСТ 19693-74. — Материалы магнитные. Термины и определения. Дата обращения: 5 октября 2010. Архивировано 17 июня 2012 года.
См. также
Литература
- Лившиц Б. Г., Крапошин В. С, Линецкий Я. Л. Физические свойства металлов и сплавов. — 2-е. — М.: Металлургия, 1980. — С. 86—89. — 318 с.
- Chen, Min; Nikles, David E. (2002). “Synthesis, self-assembly, and magnetic properties of FexCoyPt100-x-y nanoparticles”. Nano Letters. 2 (3): 211—214. Bibcode:2002NanoL...2..211C. DOI:10.1021/nl015649w.
Эта страница в последний раз была отредактирована 12 ноября 2023 в 15:41.
Обычно почти сразу, изредка в течении часа.