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

Як видно з мал. 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 (мал. 9.7). Криві намагнічення феромагнетиків залежать не тільки від фізичних властивостей матеріалів і зовнішніх розуму, але й від послідовності проходження різних магнітних станів, тобто від попередньої історії намагнічення зразків. Це явище називають магнітним гістерезисом. Розрізняють криві першого намагнічення, криві циклічного

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

багаторазовому проходженні певного інтервалу значень Я в прямому і зворотному напрямах — статичні петлі гістерезису) та основні криві як геометричне місце вершин симетричних петель перемагнічення. За кривими перемагнічення визначають основні характеристики феромагнетиків: намагніченість, магнітну проникність, залишкову намагніченість.

Розглянемо магнітний гістерезис на прикладі перемагнічення в періодичному магнітному полі спочатку ненамагніченого феромагнітного зразка.

Якщо поступово збільшувати напруженість зовнішнього магнітного поля Я до певного значення Hlt те дістанемо криву намагнічення В (Я) (мал. 9.8, лінія ОЛ). Змінюючи Я від Яг до —Hlt крива намагнічення, як показують досліди, не збігається з кривою Л,0, а відстає і проходити по лінії A1C1D1. Колі відбувається наступна зміна від—Я, до +ЯХ, крива намагнічення пройде вздовж лінії D1F1Al. Замкнену криву A1C1D1F1A1 називають петлею гістерезису. Якщо початкову криву намагнічування продовжити до насичення (крапка А), то при перемагніченні одержиме граничну петлю гістерезису ACKDFK'A. Із цієї петлі видно, що після одержання кривої першого намагнічення ОА зменшення напруженості зовніш-—

»-

нього магнітного поля Я до нуля не приводити до зменшення величини В до нуля. Вона зображується відрізком ОС і характеризує

залишкову намагніченість Ms. Феромагнетік в цьому стані е постійним магнітом.

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

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

цитивною, силою феромагнетика Не- Форма петлі гістерезису, залишкова намагніченість і коерцитивна сила для різних феромагнетиків різні і є основними характеристиками феромагнітних матеріалів. За цими характеристиками феромагнетики поділяють на магнітно-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 в радіо- і електротехніці (різні осердя електромагнітів, трансформаторів тощо), магнітно-тверді — для виготовлення постійних магнітів. Площа петлі гістерезису пропорційна енергії, яка розсіюється у феромагнетику за один цикл його перемагні-

чення.

Петлю магнітного гістерезису отримують на екрані осцилографа за допомогою установки, подібної до тієї, яку використовували для одержання петлі діелектричного гістерезису сегнетоелектриків із замінрю конденсаторів котушками. Схему такої установки показано на мал. 9.9. Котушку А з досліджуваним зразком поміщають в змінне магнітне поле електромагніту. Через витки електромагніту пропускають змінний електричний струм/, величину якого регулюють 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 обкладання 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 обкладання осцилографа. При проходженні по обмотках електромагніту змінного струму на екрані осцилографа виникає петливши гістерезису, за якою вимірюють і розраховують основні характеристики феромагнетиків.

Важлівою характеристикою феромагнетиків є наявність для шкірного з їх своєї критичної температури, при якій відбувається фазовий перехід іншого роду, в результаті чого феромагнетик пере-

творюється в парамагнетик, або навпаки, поклад від того, в якому напрямі йде процес зміни температури. Цю властивість феромагнетиків вперше вивчив експериментальне П. Кюрі. Тому температуру їх фазового переходу називають температурою або крапкою Кюрі Т . Феромагнітні властивості можуть зберігатись лише при Т < <.ТЛ. З підвищенням температури спонтанне намагнічення зменшується і при Т = Тк зовсім зникає. Залежність магнітної сприйнятливості х феромагнетиків від температури Т речовин у феромагнітному стані (Т < Гк) наближено описують законом Кюрі

Х = З(Гк-Г)ї (9.36)

де ^ =j^= 1 і набуває різних значень в різних температурних інтервалах. Намагніченість насичення Ms має найбільше значення при Т = Про До і монотонне зменшується до нуля при температурі, що дорівнює температурі Кюрі (мал. 9.10). При Т > Тк речовина з феромагнітного переходити в парамагнітний стан і її магнітну сприйнятливість при цьому описують законом Кюрі — Вейсса:

у С'

™ — в _ -т* І

' до

де С' — константа, значення якої залежить від роду речовини. Температура Кюрі для заліза — 1042 До, кобальту — 1394 До, нікелю — 631 До.

Антіферомагнетіки. Антіферомагнетізмом називають магні-товпорядкований стан речовини, характерний тим, що спінові магнітні моменти сусідніх частинок речовини зорієнтовані назустріч один одному. Тому намагніченість в межах доменів і речовини в цілому взаємно компенсується. Макроскопічне речовина виявляється ненамагніченою. Такі речовини називають антиферомагнетиками. Явіще антиферомагнетизму має квантову природу. Однак в найпростішому випадку, коли немає зовнішнього намагнічуючого поля, можна уявити, що електронні спіни атомів утворюють ніби дві просторові магнітні підрешітки з протилежною орієнтацією спінів. Якщо спонтанне намагнічення обох підрешіток однакове за величиною, то магнітний момент шкірного домена дорівнює нулю і такий стан називають антиферомагнітним, а речовину — скомпенсо-ваним антиферомагнетиком. В зовнішньому полі смороду намагнічуються, подібно парамагнетикам, слабо. Явіще антиферомагнетизму теоретичне передбачив Л. Нєєль в 1932 г. і