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《D磁性物理基础-磁晶各向异性与磁致伸缩》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、D磁性物理基础磁晶各向异性与磁致伸缩一、磁晶各向异性三、磁晶各向异性的机理二、磁晶各向异性常数的测量方法四、磁致伸缩五、磁致伸缩的机理六、磁致伸缩的测量方法七、感生磁各向异性八、非晶态序言：在磁性物质中，自发磁化主要来源于自旋间的交换作用，这种交换作用本质上是各向同性的，如果没有附加的相互作用存在，在晶体中，自发磁化强度可以指向任意方向而不改变体系的内能。实际上在磁性材料中，自发磁化强度总是处于一个或几个特定方向，该方向称为易轴。当施加外场时，磁化强度才能从易轴方向转出，此现象称为磁晶各向异性。一、磁晶各向异性[100][110][111]立方晶系各向异性能可用磁化强度矢量相对于三个
2、立方边的方向余弦(1,2,3)耒表示。在该类晶体中，由于高对称性存在很多等效方向，沿着这些方向磁化时，磁晶各向异性能的数值相等。从图中看到，在位于八分之一单位球上的点A1、A2、B1、B2、C1、C2所表示的方向上，各向异性能数值均相等。由于立方晶体的高对称性，各向异性能可用一个简单的方法耒表示：将各向异性能用含1,2,3(方向余弦)的多项式展开。因为磁化强度矢量对任何一个i改变符号后均与原来的等效,表达或中含i的奇数次幂的项必然为0。又由于任意两个i互相交换，表达式也必须不变，所以对任何l、m、n的组合及任何i、j、k的交换，i2lj2mk2n形式的项的系数
3、必须相等。因此，第一项12+22+32=1。因此EA可表示为1、立方晶系的磁晶各向异性A.磁晶各向异性能：xyzIs(123)[100]：1=1,2=0,3=0EA=0[110]：1=0,EA=K1/4[111]：EA=K1/3+K2/27Fe:K1=4.72x104Jm-3K2=-0.075x104Jm-3Ni:K1=-5.7x103Jm-3K2=-2.3x103Jm-3K1,K2分别为磁晶各向异性常数，求几个特征方向的各向异性能，[001][110][111]在不施加外磁场时，磁化强度的方向处在易磁化轴方向上，因此相当于在易磁化轴方向上有一个等效磁场H
4、A。图中看到当[100]方向为易磁化轴和[111]方向为易磁化轴的各向异性能的空间分布状况。xyzIs当从z轴转出角，由于z轴是易磁化轴，等效一个磁场HA,这样就产生一个转矩1,2,3用,耒表示,并代入EA,,用上式求HAa.<100>易轴B.磁晶各向异性场：K:Jm-3(m-1.kg.S-2)Is:T(kg.S-2.A-1)K/Is=Am-1b.<110>易轴：磁化强度的有利转动晶面分别是(100)和(110)面xyzHA<011>Is(1)在(100)面上，Is转动求HA(100)得到HAxyzIs(2)在(110)面上，Is从HA转出角，用转矩求HA<11
5、0>C.<111>为易轴：2、六角晶系的磁晶各向异性xyzwC轴C面IsxyywC面°°°°°°°°°°°°+2/6六角晶系的特点是在c面有六次对称轴，与+2n/6,(n=0、1、2…..)的方向体系的能量是相同的。用,替代1,2,3,计算磁晶各向异性能xyzHAIs<111>A、磁晶各向异性能Co:Ku1=4.53x105Jm-3Ku2=1.44x105Jm-3通常四次方项作为近似就足够了，因此B、磁晶各向异性场:得到：b.c面为易磁化面时：c.易锥面时a.C轴为易磁化轴，用同样的处理方法EA=(的0次项)+(的一次项)+(的二次项)+……….a
6、)的0次项0=1,对应于K0。b)的一次项是奇数项不考虑，为0(对应于K0)。c)的二次项：a112+a222+a332=a(12+22+32)d)的四次项为：e)的六次项为：附录：，，，，第三项用到，(对六角晶系要考虑二次项)………….转矩磁强计的原理是，当样品(片状或球状)置于强磁场中，使样品磁化到饱和。若易磁化方向接近磁化强度的方向，则磁晶各向异性将使样品旋转，以使易轴与磁化强度方向平行这样就产生一个作用在样品上的转矩。如果测量转矩与磁场绕垂直轴转过的角度关系，就可以得到转矩曲线，并由此可求得磁晶各向异性常数。右图是用来测量转矩曲线的转矩仪。在自动转矩仪
7、研制出耒以前，是用光电方法测量。二、磁晶各向异性常数的测量方法当磁化强度偏离易磁化轴将引起一个力矩T，样品吊在一根弹性金属丝上，样品的转动使吊丝产生一个扭力矩L，k是扭力系数(达因.厘米/度)，1为样品的转动角度。如果样品的体积为V，则平衡条件为VT=L=k1是易轴与磁化强度之间的夹角适当选择k，使1在较小的范围内变化。如果磁场的转角为(0到360度)，则=-1，由于1很小，就可简化=。右图为一个典型的转矩曲线，=22.50时sin
