第27讲8-7磁畴结构畴壁.pptx

第八章磁性物理O居里点：当温度达到一定时铁磁质转变为顺磁质称这一温度为“居里点”磁畴1926年海森堡用量子力学中的交换力解释了磁偶极子间相互作用的起源。1935年朗道和栗佛希兹从磁场能量的观点说明了磁畴的成因。显示磁畴结构的铁粉图形磁滞损耗3.有剩磁、磁饱和及磁滞现象。软磁材料特点：剩余磁感应强度大矫顽力大不容易磁化也不容易退磁。磁滞回线宽磁滞损耗大。应用：作计算机中的记忆元件。磁化时极性的反转构成了“0”与“1”。8.7畴壁与磁畴结构畴与畴之间的边界称为畴壁。相邻两个片状畴的磁矩夹角为180°时它们的边界称为180°畴壁。片状畴与三角畴（又称封闭畴）之间磁矩相互垂直它们的边界称为90°畴壁。在每一个磁畴内磁矩平行或反平行地有序排列产生自发磁化。而不同磁畴的自发磁化矢量则是随机排列1.磁畴壁图8.16：布洛赫壁和奈耳壁中磁矩过渡的方式(a)布洛壁中磁矩过渡的方式(b)奈耳壁中磁矩过渡的方式如图8-16(a)设在畴壁内的2个相邻原子磁矩的夹角为φ它们之间的交换作用能为总能量最小时的畴壁能γω和畴壁厚度δ分别为：γω=2π√[A1（K1+3λsσ/2）]δ=π√[A1/（K1+3λsσ/2）]在六方结构的Co和SmCo5等金属与合金中K1很大δ很小γω很大使φ角达6°~180°并且φ角的分布是不均匀的。这种畴壁称为非连续畴壁模型2.磁畴结构图8.17边长为1cm*1cm*1cm的方块形单晶铁的可能畴结构正面是(001)面情况(a)：一个单畴体磁晶各向异性能Ek、、磁弹性能Eσ均为零方块形状决定的退磁场能就是总能量：Etotal=Ed=V(NMs2μ0)/2情况(b)：n个片状畴退磁场能为：Ed=[V(NMs2μ0)/2]/n情况（c）：封闭畴它由四个三角畴和两块位于{011}面的90°畴壁来组成。在畴壁内磁通是连续的方块铁磁体表面不会出现磁荷则退磁场能Ed为零而K1>0决定了易磁化方向在<100>方向上所以所有磁畴中的磁矩都在易磁化方向Ek为零但这时四个三角畴都要沿自己的易磁化方向伸长出现了由应力产生的磁弹性能。其总能量为Ec=Eσ+γ90×S90=V×λ2100C11/2+γ90×S90=25.7×10-5J情况（d）片状畴加封闭畴Ed和Ek然仍然为零只存在磁弹性能和畴壁能其总能量为Ed=V×λ1002c11/2+γ180×S180+γ90×S90实际存在的畴结构是与图8-17（d）的畴结构相一致说明在本例中封闭畴结构比图8-17(b)所示的片状畴结构的能量更低图8-18空洞（a）掺杂（b）和晶界（c）对磁畴结构的影响3.单畴结构一个半径为R的立方单晶体结构的球。设磁晶各向异性常数K1>0λs和应力σ可以忽略。情况(a)：4块封闭畴结构球体中其他能量都为0只有畴壁能总能量是Ea=γ90×2πR2情况(b)：单畴球体中其他能量都为0只有退磁能总能量是Eb=V(NMs2μ0)/2=8μ0π2Ms2R3/9。图8.19立方单晶铁磁体球状颗粒(K1>0)的磁畴结构以及能量随Ｒ变化(a)分畴(b)不分畴当Ea=Eb时求出的球的半径称为单畴体的临界尺寸Rc单晶体球体的R>Rc时则分畴的情况下能量最低以多畴体存在；当R<Rc时则不分畴的情况下能量最低以单畴体存在。如果将单畴体的临界尺寸继续减小到一定程度后由于表面与体积比大大增加热振动能可能和微粒的磁晶各向异性能相当这时微粒的磁矩不能固定地沿着易磁化方向排列它随热振动自由改变单畴微粒体就转变为超顺磁体。由单畴体转变为超顺磁体的临界尺寸Dp称为超顺磁体的临界尺寸。磁性流体中的使用的磁性微粒一般具有超顺磁性。内容总结