Tvångskraft

Coercitivkraft (av lat. coercitio "hållning") är värdet på den externa magnetiska fältstyrkan , nödvändig för fullständig avmagnetisering av en ferro- eller ferrimagnetisk substans.

Måttenheten för koercitivkraften sammanfaller med enheten för magnetfältstyrka och i International System of Units (SI) - ampere / meter , i CGS - oersted . Betecknas vanligtvis $H_{c}.$

Ju mer tvångskraft en permanentmagnet har, desto mer motståndskraftig är den mot avmagnetiserande faktorer.

Formell definition

Koercitivkraft är ett sådant avmagnetiserande externt magnetfält med en styrka som måste appliceras på en ferromagnet , tidigare magnetiserad till mättnad, för att få dess magnetisering eller magnetfältsinduktion inuti till noll. $H$ $M$ $B$

Följaktligen kan tvångskraften bestämmas från kurvor eller från kurvor (symboler: eller ). Figuren till höger motsvarar varianten . $H_{C}$ $M(H)$ $B(H)$ ${\displaystyle H_{C}^{M))$ $H_{C}^{B}$ $H_{C}=H_{C}^{B}$

Tvångskraften är alltid större i absolut värde än . Faktum är att på grund av förhållandet ${\displaystyle H_{C}^{M))$ $H_{C}^{B}$ $H=H_{C}^{B}$

B=\mu _{0}H+\mu _{0}M

(där är den magnetiska konstanten; skriven i SI ), vi har , det vill säga magnetiseringen i detta tillstånd är positiv. Detta betyder att för att återställa den (för att komma in i tillståndet ), är det nödvändigt att flytta längre in i regionen negativ jämfört med . $\mu_{0}$ $M=-H_{C}^{B}>0$ $M$ ${\displaystyle H=H_{C}^{M))$ $H$ $H_{C}^{B}$

Mjuka och hårda magnetiska ferromagneter

Tvångskraft hos vissa ferromagnetiska material

Material	Tvångskraft (kA/m)
Supermalloy (16 Fe :79 Ni :5 Mo )	0,0002 [1] :131,133
Permalloy (Fe:4Ni)	0,0008–0,08 [2]
Järnspån ( järnrenhet 0,9995 i vikt)	0,004-37,4 [3] [4]
Elektriskt stål (11Fe: Si )	0,032–0,072 [5]
Lågkolhaltigt konstruktionsstål (1896)	0,16 [6]
Ni (renhet 0,99 i vikt)	0,056–23 [4] [7]
Hård magnetisk ferrit ( Zn x FeNi 1−x O 3 )	1,2–16 [8]
Legering 2Fe: Co [9]	19 [4]
Kobolt (renhet 0,99 i vikt)	0,8–72 [10]
Alnico	30–150 [11]
Metallytbeläggning av magnetskivor ( Cr : Co : Pt ) _	140 [12]
Neodymmagnet ( Nd Fe B )	800–950 [13] [14]
12Fe:13Pt (Fe 48 Pt 52 )	≥980 [15]
Legering ( Dy , Nb , Ga ,Co:2Nd:14Fe:B)	2040–2090 [16] [17]
Samarium-koboltmagnet (2 Sm :17Fe:3 N , vid 10 K)	<40–2800 [18] [19]
Samarium koboltmagnet	3200 [20]

Beroende på storleken på tvångskraften är magnetiska material villkorligt uppdelade i:

Mjuka magnetiska material är material med låg koercitivkraft som magnetiseras till mättnad och ommagnetiseras i relativt svaga magnetfält upp till 4 kA/m [21] . Efter magnetiseringsomkastning uppvisar de inte externt magnetiska egenskaper, eftersom de består av slumpmässigt orienterade områden magnetiserade till mättnad. Ett exempel skulle vara olika stål.
Hårda magnetiska material är material med hög koercitivkraft som magnetiseras till mättnad och ommagnetiseras i relativt starka magnetfält på tusentals och tiotusentals ampere per meter. Efter magnetisering förblir magnetiskt hårda material permanentmagneter på grund av höga värden på koercitivkraft och magnetisk induktion. Exempel är NdFeB- och SmCo-magneter av sällsynta jordartsmetaller, hårdmagnetiska ferriter av barium och strontium .

Värdena på koercitivkraften för vissa ferromagnetiska material anges i tabellen. Koercitivkraften beror starkt på materialets textur, värmebehandlingssättet, magnetiseringsfältets riktning för texturerade och anisotropa material, därför visar tabellen intervallen för förändringar i koercitivkraften för vissa material.

Applikation

Koercitivkraften är en mycket strukturkänslig egenskap, och den används ofta för att analysera strukturella och fastransformationer , samt för att studera kristallgitterdefekter som bildas under vissa effekter på metallen ( plastisk deformation , bestrålning , etc.)

Anteckningar

↑ Tumanski, S. Handbok för magnetiska mätningar. - Boca Raton, FL : CRC Press, 2011. - ISBN 9781439829523 .
↑ MA Akhter-DJ Mapps-YQ Ma Tan-Amanda Petford-Long-R. doole; kartor; Ma Tan; Petford Long; Doole (1997). "Tjocklek och kornstorleksberoende av koercitiviteten i permalloy tunna filmer". Journal of Applied Physics . 81 (8): 4122. Bibcode : 1997JAP....81.4122A . DOI : 10.1063/1.365100 .
↑ [1] Arkiverad från originalet den 4 februari 2008.
↑ 1 2 3 Magnetiska egenskaper hos fasta ämnen . hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Hämtad 22 november 2014. Arkiverad från originalet 22 augusti 2014. (obestämd)
↑ timeout . Cartech.ides.com. Hämtad: 22 november 2014. (obestämd) (inte tillgänglig länk)
↑ Thompson, Silvanus Phillips. Dynamo-elektriska maskiner . — 1896. Arkiverad 8 maj 2020 på Wayback Machine
↑ MS Miller-FE Stageberg-YM Chow-K. Rook-LA Heuer; stageberg; Käk; Råka; Heuer (1994). "Påverkan av rf-magnetronsputtringsförhållanden på de magnetiska, kristallina och elektriska egenskaperna hos tunna nickelfilmer". Journal of Applied Physics . 75 (10):5779. Bibcode : 1994JAP....75.5779M . DOI : 10.1063/1.355560 .
↑ Zhenghong Qian; Geng Wang; Sivertsen, JM; Judy, JH (1997). "Ni Zn ferrit tunna filmer framställda av Facing Target Sputtering". IEEE-transaktioner på magnetik . 33 (5): 3748-3750. Bibcode : 1997ITM....33.3748Q . DOI : 10.1109/20.619559 .
↑ Orloff, John. Handbook of Charged Particle Optics, andra upplagan . — 2017-12-19. — ISBN 9781420045550 . Arkiverad 24 september 2020 på Wayback Machine
↑ Luo, Hongmei; Wang, Donghai; Han, Jibao; Lu, Yunfeng (2005). Magnetisk kobolt nanotråd tunna filmer. Journal of Physical Chemistry B . 109 (5): 1919-22. doi : 10.1021/ jp045554t . PMID 16851175 .
↑ Arkiverad kopia . Hämtad 15 september 2020. Arkiverad från originalet 30 oktober 2020. (obestämd)
↑ Yang, MM; Lambert, SE; Howard, JK; Hwang, C. (1991). "Laminerade CoPt Cr /Cr-filmer för längdinspelning med lågt brus". IEEE-transaktioner på magnetik . 27 (6): 5052-5054. Bibcode : 1991ITM....27.5052Y . DOI : 10.1109/20.278737 .
↑ CD Fuerst-EG Brewer; Brewer (1993). "Högremanens, snabbt stelnade Nd-Fe-B: Magneter som upprörs (inbjudna)". 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 (otillgänglig länk) . wondermagnet.com. Hämtad 22 november 2014. Arkiverad från originalet 11 februari 2015. (obestämd)
↑ Chen & Nikles, 2002
↑ Bai, G.; Gao, RW; Sun, Y.; Han, G.B.; Wang, B. (2007). "Studie av sintrade NdFeB-magneter med hög koercivitet". 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, MJ; Du, Jianhua (2001). "Hårda magnetiska egenskaper hos snabbt glödgade NdFeB-tunna filmer på Nb- och V-buffertlager" . 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). "Fasförändringar och magnetiska egenskaper hos Sm2Fe17Nx-legeringar värmebehandlade i väte". IEEE Translation Journal on Magnetics in Japan . 7 (10): 798-804. DOI : 10.1109/TJMJ.1992.4565502 .
↑ Hög koercitivitet Sm2Fe17Nx och relaterade faser i förstoftade filmprover . Cat.inist.fr. Hämtad 22 november 2014. Arkiverad från originalet 12 juni 2012. (obestämd)
↑ MF de Campos-FJG Landgraf-NH Saito-SA Romero-AC Neiva-FP Missell-E. de Morais-S. Gama-EV Obrucheva-BV Jalnin; landgraf; Saito; Romero; Neiva; Missell; De Morais; gama; Obrucheva; Jalnin (1998). "Kemisk sammansättning och koercitivitet för SmCo5-magneter". Journal of Applied Physics . 84 (1): 368. Bibcode : 1998JAP....84..368D . DOI : 10.1063/1.368075 .
↑ GOST 19693-74 . — Materialen är magnetiska. Termer och definitioner. Hämtad 5 oktober 2010. Arkiverad från originalet 17 juni 2012. (obestämd)

Se även

Litteratur

Livshits BG, Kraposhin VS, Linetsky Ya. L. Fysikaliska egenskaper hos metaller och legeringar. - 2:a. - M . : Metallurgy, 1980. - S. 86-89. — 318 sid.
Chen, Min; Nikles, David E. (2002). "Syntes, självmontering och magnetiska egenskaper hos Fe x Co y Pt 100-xy nanopartiklar". Nanobokstäver . 2 (3): 211-214. Bibcode : 2002NanoL...2..211C . DOI : 10.1021/nl015649w .