вкладу першого доданка). Графік залежності В (Н) називають також кривою намагнічення (рис. 9.6).

Як видно з рис. 9.5 і 9.6, намагніченість М та індукція В мають—

*-

нелінійний характер залежності від Я. Тому для феромагнетиків магнітна сприйнятливість % і магнітна проникність ц не є сталими

величинами, а залежать від напруженості поля Я (рис. 9.7). Криві намагнічення феромагнетиків залежать не тільки від фізичних властивостей матеріалів і зовнішніх умов, але й від послідовності проходження різних магнітних станів, тобто від попередньої історії намагнічення зразків. Це явище називають магнітним гістерези-сом. Розрізняють криві першого намагнічення, криві циклічного

перемагнічення (залежності М (Я) або В (Я), які одержують при

багаторазовому проходженні певного інтервалу значень Я в пря-мому і зворотному напрямах — статичні петлі гістерезису) та основ-ні криві як геометричне місце вершин симетричних петель перемаг-нічення. За кривими перемагнічення визначають основні характе-ристики феромагнетиків: намагніченість, магнітну проникність, залишкову намагніченість.

Розглянемо магнітний гістерезис на прикладі перемагнічення в періодичному магнітному полі спочатку ненамагніченого феромаг-нітного зразка.

Якщо поступово збільшувати напруженість зовнішнього магніт-ного поля Я до певного значення Hlt то дістанемо криву намагні-чення В (Я) (рис. 9.8, лінія ОЛ,). Змінюючи Я від Яг до —Hlt крива намагнічення, як показують досліди, не збігається з кривою Л,0, а відстає і проходить по лінії A1C1D1. Коли відбувається на-ступна зміна від—Я, до +ЯХ, крива намагнічення пройде вздовж лінії D1F1Al. Замкнену криву A1C1D1F1A1 називають петлею гісте-резису. Якщо початкову криву намагнічування продовжити до на-сичення (точка А), то при перемагніченні одержимо граничну пет-лю гістерезису ACKDFK'A. Із цієї петлі видно, що після одержання кривої першого намагнічення ОА зменшення напруженості зовніш-—

»-

нього магнітного поля Я до нуля не приводить до зменшення вели-чини В до нуля. Вона зображується відрізком ОС і характеризує

залишкову намагніченість Ms. Феромагнетик у цьому стані е по-стійним магнітом.

Щоб ліквідувати залишкову намагніченість, треба змінити напрям намагнічення на протилежний, змінивши напрям зовнішнього поля

Я. Напруженість, яка відповідає точці К і приводить до повного розмагнічення феромагнетика, називають затримуючою, або коер-

цитивною, силою феромагнетика Не- Форма петлі гістерезису, за-лишкова намагніченість і коерцитивна сила для різних феромагне-тиків різні і є основними характеристиками феромагнітних матеріа-лів. За цими характеристиками феромагнетики поділяють на магніт-но-м'які з великою магнітною проникністю і малою коерцитивною силою і магнітно-тверді з відносно великою магнітною проникністю і великою коерцитивною силою. Магнітно-м'які феромагнетики використовують у радіо- і електротехніці (різні осердя електромаг-нітів, трансформаторів тощо), магнітно-тверді — для виготовлен-ня постійних магнітів. Площа петлі гістерезису пропорційна енер-гії, яка розсіюється у феромагнетику за один цикл його перемагні-

чення.

Петлю магнітного гістерезису отримують на екрані осцилогра-фа за допомогою установки, подібної до тієї, яку використовували для одержання петлі діелектричного гістерезису сегнетоелектриків з замінрю конденсаторів котушками. Схему такої установки пока-зано на рис. 9.9. Котушку А з досліджуваним зразком поміщають у змінне магнітне поле електромагніту. Через витки електромагніту пропускають змінний електричний струм/, величину якого регулю-ють за допомогою реостата R. Напруженість магнітного поля Я пропорційна струму в обмотках електромагніту. Тому й напруга, яку знімають з R, також пропорційна Н. Цю напругу подають на горизонтально відхиляючі обкладки осцилографа. В контурі А за

Т-.Г1^ ... dB законом електромагнітної Індукції виникає bPL, пропорційна -гг.

St D —^. — dt, тобто S,

яку подають на вертикально відхиляючі обкладки осцилографа. При проходженні по обмотках електромагніту змінного струму на екрані осцилографа виникає петля гістерезису, за якою вимірю-ють і розраховують основні характеристики феромагнетиків.

Важливою характеристикою феромагнетиків є наявність для кожного з них своєї критичної температури, при якій відбувається фазовий перехід другого роду, в результаті чого феромагнетик пере-

творюється в парамагнетик, або навпаки, залежно від того, в якому напрямі йде процес зміни температури. Цю властивість феромагне-тиків вперше вивчив експериментальне П. Кюрі. Тому температуру їх фазового переходу називають температурою або точкою Кюрі Т . Феромагнітні властивості можуть зберігатись лише при Т < <.ТЛ. З підвищенням температури спонтанне намагнічення змен-шується і при Т = Тк зовсім зникає. Залежність магнітної сприй-нятливості х феромагнетиків від температури Т речовин у феромаг-нітному стані (Т < Гк) наближено описують законом Кюрі

Х = С(Гк-Г)ї, (9.36)

де ^ =j^= 1 і набуває різних значень в різних температурних інтерва-лах. Намагніченість насичення Ms має найбільше значення при Т = О К і монотонно зменшується до нуля при температурі, що до-рівнює температурі Кюрі (рис. 9.10). При Т > Тк речовина з феро-магнітного переходить у парамагнітний стан і її магнітну сприйнят-ливість при цьому описують законом Кюрі — Вейсса:

у_ С'

™ — у _ -т* І

' к

де С' — константа, значення якої залежить від роду речовини. Тем-пература Кюрі для заліза — 1042 К, кобальту — 1394 К, нікелю — 631 К.

Антиферомагнетики. Антиферомагнетизмом називають магні-товпорядкований стан речовини, характерний тим, що спінові маг-нітні моменти сусідніх частинок речовини зорієнтовані назустріч один одному. Тому намагніченість у межах доменів і речовини в ці-лому взаємно компенсується. Макроскопічне речовина виявляється ненамагніченою. Такі речовини називають антиферомагнетиками. Явище антиферомагнетизму має квантову природу. Однак у най-простішому випадку, коли немає зовнішнього намагнічуючого поля, можна уявити, що електронні спіни атомів утворюють ніби дві про-сторові магнітні підрешітки з протилежною орієнтацією спінів. Якщо спонтанне намагнічення обох підрешіток однакове за вели-чиною, то магнітний момент кожного домена дорівнює нулю і та-кий стан називають антиферомагнітним, а речовину — скомпенсо-ваним антиферомагнетиком. У зовнішньому полі вони намагнічу-ються, подібно парамагнетикам, слабо. Явище антиферомагнетизму теоретично передбачив Л. Неель у 1932 р. і незалежно від нього