диссертация (1097652), страница 52
Текст из файла (страница 52)
рис.5.15, кривая 2), это ТЗН типа 2, которая вместе с ТЗН типа 1 образует два классическихпредельных случая. Но в модели получается ещё и «переходная» ТЗН или ТЗН типа 3,которая получается в полях НW<Н<НST и характеризуется двумя точками компенсации иналичием эффекта самообращения (рис. 5.16).Рисунок 5.16. Температурные зависимости намагниченности типа 3а ансамбляодинаковых одноосных однодоменных ферримагнитных зерен, полученные при разныхзначениях напряженности внешнего магнитного поля (Hw < Hl < H2 < H3 < Hst ).
Конкретный вид ТЗН типа 3 зависит от соотношения в (4.13) между величинамиплотностиэнергиианизотропииформы|ЕФ|иплотностиэнергиимагнитнойкристаллографической анизотропии |ЕК|, а это соотношение, в свою очередь, зависит отконкретных констант вещества, в частности, от значений спонтанной намагниченности IS0и первой константы анизотропии K10 при 0 К. А эти константы в случае разныхферримагнетиков меняются в достаточно широком диапазоне: 10 Гс≤IS0≤103 Гс; 104эрг/см3≤K10≤106эрг/см3. При соответстующем выборе констант возможен случай, когдаэнергия однооснойанизотропииформы250 преобладаетнадэнергиеймагнитнойкристаллографической анизотропии |ЕФ|>>|ЕК|.
В этом случае получается ТЗН типа 3А(см. рис. 5.16). В обратном случае (|ЕФ|<<|ЕК|), получается ТЗН типа 3В (см. рис. 5.17). Рисунок 5.17. Температурная зависимость намагниченности типа 3б ансамбляодинаковых одноосных однодоменных ферримагнитных зерен в магнитном поле Н(Нw < Н < Нst). Следует заметить, что две ТК на кривой ТЗН типа 3A имеют принципиальноразную природу: более высокотемпературная ТК связана с изменением знака ISферримагнетика типа N, а наличие второй ТК связано с процессами намагничиванияансамбля зерен.
ТЗН типа 3A названа «переходной», так как при Н>НW с увеличением Нболее низкотемпературная ТК кривой ТЗН типа 3А сдвигается влево по температурнойоси, до тех пор, пока Н не станет равной НST и кривая ТЗН полностью не перейдёт вположительную полуплоскость, то есть ТЗН типа 3A не превратится в ТЗН типа 2.
Рисунок 5.18. (а) Верхняя кривая соответствует температурной зависимости намагниченноститипа 2 ансамбля n= !!!! ! одноосных однодоменных ферримагнитных зерен разногохимического состава (характеризующихся разными константами молекулярного поля αi , βi ,точкой Кюри TCi и точкой компенсацией TKi ) и является суперпозицией всех нижних кривых,каждая из которых соответствует ТЗН ансамбля ni одинаковых ферримагнитных зерен. TC максимальная из всех TCi точка Кюри.(б) Температурные зависимости намагниченности типа 3а ансамбля n1 одинаковых одноосныходнодоменных ферримагнитных зерен, характеризующихся константами молекулярного поля α1,β1 (кривая 1) в поле Н (Нw < Н < Нst ) и ансамбля n2 одноосных однодоменных ферримагнитныхзерен в поле Н (характеризующихся α2, β2); кривая 3 - суперпозиция кривых 1 и 2, ТЗН типа 3аансамбля n = n1+n2 разносортных одноосных однодоменных ферримагнитных зерен в поле Н (n1из которых характеризуются константами молекулярного поля α1, β1 , а другие n2 зерен - α2, β2 ).
251 РассмотримдалееансамбльферримагнитныхзёренN-типа,которыехарактеризуются разными величинами молекулярных полей α, β. ТЗН типа 1 ничем неотличается от случая ансамбля одинаковых зёрен, только ТК не является ТК конкретногозерна ансамбля, а является некой средней ТК. А вот ТЗН типа 2 меняет вид: пропадаетточка компенсации, что связано с эффектом усреднения (см. рис. 5.18а). В некоторых работах проводят тест на выявление зёрен N-типа, ожидая получитьна образце горной породы, обладающей свойствами самообращения, ТЗН типа 2 в чистомвиде. И в случае, когда ТК не достигается (как на рис.
5.18а), делается вывод о том, чтозёрна N-типа в образце не присутствуют и однофазный механизм N-типа Нееля, какответственный за наблюдаемое самообращение TRM исключается, что может бытьошибкой. Важно обратить внимание на форму ТЗН типа 2 для ансамбля разных зёрен:кривая имеет вогнутый вид.Трухин В.И. и др. [Трухин и др., 1997] отметили, что все без исключения кривыетерморазмагничивания NRM, снятые с образцов синтезированных гемоильменитов,которые впоследствии демонстрировали самообращение TRM при термонамагничивании,также имели вогнутый вид.
Был сделан вывод о том, что именно вогнутый вид кривойтерморазмагничивания NRM а не наличие ТК, свидетельствует о том, что образцыобладают свойствами самообращения. Этот вывод подтверждается результатамимоделирования.ТЗН типа 3 (3А и 3В) ферримагнитных зёрен с разными α, β может обладать какдвумя, так и, в результате эффекта усреднения, единственной ТК (см. рис. 5.18б). 5.4.3.2. Сопоставление результатов моделирования с экспериментальными данными. Проведём некоторое сопоставление полученных результатов моделирования сэкспериментальными данными.
На рис. 5.19 приведены кривые терморазмагничиванияTRM образцов, содержащих природные аналоги гемоильменитов [Трухин, Караевский,1996]. Как видно из рисунка, с увеличением величины напряжённости поля ТК сдвигаетсявлево по температурной оси пока ТЗН в поле 4э полностью не переходит вположительную полуплоскость. Такие же результаты получены при моделировании.Наиболее ярко выраженная ТЗН типа 3а была получена на том же образце Ми-125-1[Трухин, Караевский, 1996] при его термонамагничивании в поле 0.5 Гс (см.
рис. 5.10).Хотя вторая ТК строго не достигается, но наблюдается соответствующая тененция. В 252 рамках предложенной модели это можно объяснить эффектом усреднения из-за наличия вобразце разносортных ферримагнитных вкраплений.Как было описано в параграфе 4.2, авторы работы [Трухин, Караевский, 1996]выдвинули гипотезу о том, что наблюдаемое самообращение намагниченностипроисходит по механизму N-типа Нееля и для её доказательства синтезировалигемоильмениты с составом, подобным природным гемоильменитам [Трухин и др., 1997].И снова было получено самообращение (см.
рис. 5.6), что доказывает выдвинутуюгипотезу.Всеприведённыенарис.5.6кривыетерморазмагничиванияитермонамагничивания, кроме первой, соответствуют ТЗН типа 1.Обратимся далее к работе [Трухин и др., 2004]. Наблюдаемые экспериментальныекривые ТЗН, полученные на образцах океанских базальтов, содержащих природныетитаномагнетиты, демонстрируют самообращение: классическую кривую ТЗН типа 1.
Рисунок 5.19. Динамика подавления самообращения намагниченности образцакимберлита из Якутской алмазоносной трубки "Мир", содержащего ферримагнитныепикроильмениты (природные аналоги гемоильменитов), при увеличении напряженностимагнитного поля Н от 0,2 до 4,0 Гс. Однако в работе [Васильев, Трухин, 2004] самообращение получено намодифицированной берлинской глазури (см. рис. 5.20a), кривая ТЗН соответствует типу3В. Самообращение, полученное в той же работе на никелевой соли муравьиной кислотыпредставлено на рис.
5.20б. Кривая ТЗН (кривая 1) соответствует охлаждению вприсутствии магнитного поля и является ТЗН типа 1, а кривая 2 соответствует нагревуобразца, предварительно охлаждённого в отсутствие магнитного поля, и фактическитакже является ТЗН типа 1, только зеркально отражённой относительно температурнойоси.
В рамках модели это получается, если намагниченность подрешётки А поопределению задать отрицательной, а подрешётки В – положительной (а не наоборот, как 253 это было сделано везде ниже). Тогда температурная зависимость спонтаннойнамагниченности каждого ферримагнитного зерна и ТЗН ансамбля ферримагнитных зёренбудут иметь вид как на рис 20б (кривая 2), что совпадает с результатами эксперимента[Васильев, Трухин, 2004].ТЗН всех трёх типов были получены в эксперименте разными авторами, в томчисле ТЗН типа 3В было многократно получено М. Озимой и др.
[Ozima, Funaki, 2001;Ozima et al., 2003] на дацитах японской горы Харуна и японских вулканов Акаджи иСамбе, содержащих гемоильмениты. М. Озима и др. предполагают, что механизмсамообращения является многофазным и самообращение происходит в результатеобменного взаимодействия между двумя гемоильменитовыми фазами (см. 4.1). В рамкахкомпьютерной модели явления самообращения по механизму N-типа теоретическиполучены точно такие же ТЗН (тип 3В), а это значит, что возможно и наблюдаемое надацитовых образцах лабораторное самообращение происходит по механизму N-типа.Наличие двух гемоильменитовых фаз внутри ферримагнитных зёрен недостаточно, чтобыутверждать, что взаимодействие фаз ответственно за самообращение. Зёрна могут бытьмногофазными, но за самообращение может отвечать только единственная фаза исамообращение вполне может происходить в результате действия однофазногомеханизма.
Рисунок 5.20. (а) Двукратное обращение намагниченности в модифицированной берлинскойглазури (Ni0,22Mn0,60Fe0,18)1,5[Cr(CN)6]х7,6H2O.(б) Температурные зависимости намагниченности никелевой соли муравьиной кислотыNi(HCOO)2х2H2O при охлаждении в присутствии магнитного поля (кривая 1) и при нагревеобразца, предварительно охлажденного в отсутствие магнитного поля (кривая 2); emu электромагнитная единица (electromagnetic unit). Итак, в рамках вышеописанной компьютерной модели явления самообращенияполучены кривые ТЗН, которые качественно соответствуют многим наблюдаемым влабораториях и опубликованным в литературе видам кривых ТЗН с самообращением.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
