磁晶各向异性.ppt

关于磁晶各向异性主要内容：感生磁各向异性12交换各向异性3内容回顾第2页,共24页，星期六，2024年，5月在磁性物质中，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。晶体中原子排列的各向异性导致磁性的各向异性1.1磁晶各向异性：第3页,共24页，星期六，2024年，5月1.2磁晶各向异性的宏观描述及磁化功⑴宏观描述单晶体：原子离子按同一方式有规则地周期性排列组成的固体。多晶体：由许多取向不同的单晶体组成的固体。⑵磁化功定义：铁磁体磁化时所需要的磁化能。沿铁磁晶体不同的晶轴方向上，磁化到饱和时所需要的磁化能不同第4页,共24页，星期六，2024年，5月2.1感生磁各向异性的定义定义：许多铁磁性合金与铁氧体中，通过对磁体施以某种方向性处理的工艺，可以感生出磁各向异性。这类处理方式：磁场作用下的热处理、应力作用下的热处理及冷轧等。其中磁场热处理是强磁材料在温度下，处于外磁场中退火；退火目的是降低硬度；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形，消除组织缺陷。冷轧是指，经过连续冷变形而引起的冷作硬化使材料的强度、硬度上升、韧塑指标下降。第5页,共24页，星期六，2024年，5月2.2分类123生长感生磁向异性应力感生磁向异性磁场感生磁向异性第6页,共24页，星期六，2024年，5月生长感生各向异性大多发生于磁性薄膜中，由于生长过程的特殊条件，使各个磁性离子沿着特定的方向形成有序化，导致呈现出生长感生各向异性。应力感生磁各向异性的出现是由于应力或形变通过磁弹性相互作用影响磁化强度的从优取向。第7页,共24页，星期六，2024年，5月磁场感生磁各向异性，在大块磁体和磁性膜中都可以发生，特别是在具有较高电子迁移率的磁体中更容易实现。当磁体从高温冷却时，施加外磁场，使之影响磁矩的取向。如果磁体从高温急冷到常温，则有新的感生方向被凝结于外磁场方向，从而形成磁场感生磁各向异性，并且为单轴各向异性。第8页,共24页，星期六，2024年，5月2.3感生磁各向异性的机理按产生磁各向异性的根源，其机理可以归结为下面三种效应：⑴原子对方向性排列（方向有序）效应⑵逆磁致收缩效应⑶晶粒、晶粒边界的形状效应⑴原子对方向性排列效应，主要产生磁场感生各向异性或生长感生磁各向异性。如果是随机占位是无序态，如果分别占据1-Fe和2-Al位则是有序态。1221第9页,共24页，星期六，2024年，5月我们用-合金来解释，假定铁镍合金中有各向异性分布的Ni-Ni,Fe-Fe和Ni-Fe原子对，而且Ni-Fe原子对的键长短。这样方向有序引起晶格畸变，通过磁弹性能产生感生各向异性。

无序完全有序方向有序第10页,共24页，星期六，2024年，5月在这种产生感生磁各向异性的机理里，偶极子互相作用起着重要作用，以薄膜为例，其单轴各向异性能为：式中为感生磁各向异性常数，为磁化强度和热处理外加强磁场方向的夹角。定义是与磁化平行的镍铁原子对中的一个与其他原子交换位置时发生的能量变化。第11页,共24页，星期六，2024年，5月现设镍的浓度很小（远远小于1），无序时就没有-近邻如图（a），若磁场热处理时，铁镍原子的位置互换如图(b)增加了一个铁铁对和一个镍镍对，同时减少了两个铁镍对。第12页,共24页，星期六，2024年，5月⑵逆磁致伸缩效应是指磁性体在受到形变时将发生偶极子互作用能的变化和弹性能的变化，这两种能量的平衡又决定了磁致伸缩所产生的形变大小，所以磁体受到形变时将产生磁各向异性现象。第13页,共24页，星期六，2024