Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 136
Текст из файла (страница 136)
ивступает магнитное насыщение. Намагниченность аавнснт также от «магнитной предыстории> образца, что приводит к неоднозначности ф-цип Э(Н), т. е. к магнитному гистерозису. В ферромагнитных монокристаллах наблюдается резкая магнитная анизотропия— различие магнитных свойств по равным кристаллаграфич. направлениям А Гг Рнс. 2. Заанснмость намагниченности г о>маг- 1000 нитного поля Н плг трех глазных июз крксталлограб>н- ческнх осей мопокристалла Ре(тнп БОО решетки — обьсм- нопентпароаанная кубическая, НОО) — ось легчайшего намагкн- 0 чнванкя>.
200 400 600 н,э ФЕРРОМАГНЕТИЗМ (рнс. 2). В поликристаллах с хаотич, распределением ориентаций вереи анизотропия в среднем по образцу отсутствует. Магнитные и прочие физич, 'свойства ферромагнетиков обладают специфич. занисимостыо от Т. Величина зз имеет наибольшее значение при ОК и монотонно стремится к 0 при Т вЂ” 6 (рис. 3). Выше 8 ферромагнетик переходит в парамагнитное состояние, а в иск-рых случаях (редкоземельные металлы] — в антиферромагнитное. Температурный ход магнитной проницаемости )з (или восприимчивости к) ферромагнетинов имеет резко выраженньш максимум вблизи В. При намагничивании фсрромагнетика происходит изменение размеров и формы образца (см.
Магиитзгтрикйиз). Благодаря этому кривые намагничивания и петли гистерозиса зависят от внешних напрюкений. Наблюдаются также аномален в величине и температурной зависимости постоянных упругости форромагнетиков (см. ,((вльта-Ь' аффект), козфф. линейного и объемного расширения.
1!ри адиабатич. намагничивании и размагничивании ферромагнетики изменяют свою темп-ру. Электрические, гальваномагнитные и термомагнитные, термоэлектрич., оптич. и тепловые своиства ферромагнетиков также имеют особый характер. ,/з Ззз Рвь. 3. Схгматззчесиззй хен теиаерзтуриой зазвсииости нагиитвого иасытенвл Хз (т) ферромагиетззз~а (П вЂ” точка Кюри). О Г Ферромагнетики широко применяются в технике в виде технических магнитных материалов, в том числе кан материалы для злгктрвакугтичззхих иргвбразаватглгй. Обменная энергия электронов в ферромагнетиках, ответственная аа ферромагнитный порядок атомных магнитных моментов в кристалле, имеет злектростатич.
природу и объясняется занонамп квантовой механики. Магнитное взаимодействие электронов определяот магнитную анизотроппю в ферромагнетиках. Необходимое условие Ф. — наличие постоянных магнитных моментов (сппновых или орбитальных или обоих вместе) электронных оболочек атомов. Это усло- вне выполняется в кристаллах, построенных из атомов переходных элементов, обладающих внутренними электронными оболочками.
В отсутствии внеп)него магнитного поля (Е1 = О) термодинамически устойчивому состоннию макроскопич. ферромагнитного обрааца отвечает раэмагниченное состояние, т. к. в противном случае на поверхности образца возникают магнитные полюсы, обусловливающие размагничивающее поле и связанную с ним большую энергию. В то же времи обменное взаимоденствие стремитсн создать магнитный порядок с отличной от нуля намагннчонностью (з' + 0). В результате этих противополоя(ных тенденций ферромагнитный образец разбиваетсн на домены — области однородной намагничонности. Каждый домен характеризуется вектором т. н.
спонтанной намагниченности з'з. Равновесная структура доменов прп У =- 0 отвечает замкнутостя магнитных потоков внутри образца. Между доменами существуют переходные слои конечной толщины, в к-рых з', непрерывно мениет свое направление. Кривые намагничивания и петли гистереаиса в ферромагнетиках в областа технич. намагничиванпя (т. е. до ыагнитного насыщения) определяются измененном объема доменов с различными ориентацинми зз в них.
Эти изменения происходят путем смещения границ доменов и путем вращения векторов з'з. При рассмотрении магнитострикции со спонтанной намагниченностью домена связывают его спонтанную деформацию й„ к-рая в области технич. намагничивания обусловлена магнитным взаимодействием в кристаллич. решетке.
Прл этом магнитострикциониая деформация ферромагнитного образца в процессе его намагничивании или особенность его поведения при различных механвч. воздействиях также может определяться с помощью механиама смещения доменных границ н вращения векторов намагниченности доменов. Доменная теория Ф, имеет важное значение для разработки новых п улучшения существуаицнх магнитных матер)залов, предназначенных для того нлп иного применения, в т, ч, я для разработки и правильного иСпольаоаапия лагнитвзтрикПх вниых .иатериалвв. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ ДКЙСТВИЕ УЛЬТРАЗВУКА 363 Литл А к у л о в К.
С., о ерромагнетизм, М.— Л., 1939; В о г о р т Р., Ферромагнетазм, пер. с англ., М., 1 956; В он с о во к н й С. В., Ш у р Я. С.,Ферромзгнечигм, М.— Л., 1948; Вонсозсккй С. В., Магнетйгм, М., 1971; Т у р о в Е. А., ФкТ зичесюче свойства магнитоуоорядоченных кристаллов, М., 1963; В е с Х е г К., В 5. г ! о К ц'., Регготаяогцзтог, В„1939. ФЕРРОМАГНЕТИКИ вЂ” вещества (как правило, в твердом кристаллич. состоянии), в к-рых ниже определенной темп-ры (ГГюри точки О) устанавливается ферромагнитный порядок магнитных моментов атомов или ионов (в неметаллич.
кристаллах) или моментов коллективизированных алек- тронов (в металлич. кристаллах, см. Фгррамагягтигм). Среди химич. элементов ферромагнитны переходные элементы Ре, Со и Р)! (Зд-металлы) и редкоземельные металлы Об, ТЬ, Ну, Но, Ег (см. табл.). Значения точки Кюри Ю н намагниченности единицы 00ЪОЫЗ Эы Ори ггМОЕратурЕ ОК Лля ферромагнитных металлов Ме- ~ Ф,К 7:.Гс!', 5'г;,' гаазы .1, гс Ре., !04З Со .. 1403 К!.. 631 Пе' ' ьзе 1735,2,ТЬ 1445' )Пу .. 508,3'Но 1960 /Вг 223 87 20 19,6 2713 1991,8 3054,6 1872,6 В кристаллах Зь(-металлов и в Об устанавливается коллинеарный порядок атомных магнитных моментов, т. е. коллинеарная ферромагнитная структура, а в остальных родкоземельных Ф.
— неколлинеарная (спиральная и др.). Форромагнитны также многочисленные металлические бинарные и Г>олее сложные (многокомпонентные) сплавы и соединения упомянутых металлов между собой н с другими неферромагннтными элементами, сплавы н соединения Сг и Мп с неферромагнитными элементами (т. н, Гейслеровы сплавы), соединения ХгЕп, и ЗгхМ1 х3пг (где М— это Т!, у, р)Ь !!лн Н(, 0( х ( 1), Апгу, Ясэ1п и др. Благодари особым свойствам — высокой магнитной проницаемости, большой остаточной индукции и козрцитивнай силе, магнитогтрикции— различные Ф. находит широкое применение в технике, например как магнитно-мягкие материалы с высокой магнитная проницаеыостыо (типа пер- маллоя, нек-рых ферритов), нак магнитно-жесткие материалы для постоянных магнитов или как магиитострикционниг материала для электроакустич.
преобразователеи. ФЕРРОЭЛЕКТРИКИ вЂ” встречающееся в зарубежной литературе название гггягтоэлгктриког. См. Сггигт о ел г к т р и чг г т го . ФЕРРОЭЛЕКТРИЧЕСТВΠ— термин, применяемый нек-рыки авторами Вместо термина сггягтоэлгктричгстэо с целью подчеркнуть аналогию этого явления во вне!пних проявлениях с явлением 05грромагнгтигма. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ УЛЬТРАЗВУКА. Акустич.
колебания могут оказывать существенное влиянне на течение неравновесных процессов в замкнутой системе. К ним относится целый ряд процессов химич. технологии — механич., гидромеханич., тепловые и массообменные. Характер воздействия УЗ на физико-химич.
процессы может быть различным: стимулирующим — в тех случаях, когда он нвляется движущей силой процесса,как,напр., в процессах УЗ-ваго дигкгргирогаяия, распыления, эмулмирогаиия, УЗ-вой коагуляции и очистки; интенсифицирующим — в тех случаях, когда УЗ ли!пь увеличивает скорость процесса (напр., в процессах УЗ-ного растворения, травления, экстрагирования, УЗ-вой кристаллизации и сушки, при эоэдейгтгии ультраэгука яа элгктрохимичггкиг ироцгггм); Оптимизирующии— в тех случаях, когда УЗ лишь упорядочивает течение процесса, как, напр., в процессах акустич. гранулнции и центрифугнрования, при воздействии на режим горан я э ультразэукаэом иоле.
Механиам воздействия УЗ зависит как от самого характера воздействия, так и от среды, в к-рой протекает процесс (жидкость, газ); это обусловлено тем, что подавляющее число процессов в УЗ-вом поле связано с эффектами второго порядка: кагитацигй, акустическими течениями Н др. 1!римером с т и м у л и р у ю п! его действия УЗ в газовой среде явлнется УЗ-вое распыление, в основе механизма к-рого лежит возбуждение УЗ стоячих капиллярных волн на поверхности жидкости.
Распыление происходит вследствие отрыва капель жидкости от гребня этих волн. Не- 364 физико-хиыичискон днйствин зльтглявхкл смотря на энергоемкость такого метода распыления (при частоте 20 кГц и скорости распыления 1,3 смз)с необходима интенсивность — 100 Вт)смз), он нашел применение в промышленности для получении порошков из расплавов. В ряде случаев этот метод распыления оказывается экономически выгодным.
Так, для получения одной тонны свинцового порошка иа шаровой мельнице необходимо затратить 375 кВт ч электроэнергии, а при акустич. распылении — всего лишь 42 кВт ч. Пример стимулирующего действия УЗ в жидкой среде — УЗ-вое диспергирование. В этом процессе важную роль играет флотационное действие пульсирующих кавитационных пузырьков (см. зрлетация ультразвуковаи). При пульсации пузырьков на частицы, вэвшпенные в жидкости, действуют знакопеременные потоки жидкости, к-рые определяют величину и направление действующих на частицы сил.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
