Магнитные свойства (часть 2)

По магнитным свойствам, поведению во внешнем магнитном поле, оказываемому влиянию на внешнее поле все вещества, в том числе и горные породы, подразделяют на диа-, пара- и ферромагнетики. Большинство минералов и пород относится к диа- и парамагнетикам, а ферромагнетики составляют особую группу, включающую минералы железа, кобальта, никеля.
Ферромагнетики обладают особыми магнитными свойствами: самопроизвольной или спонтанной намагниченностью, остаточной намагниченностью и магнитострикцией.
Намагниченность — векторная величина, характеризующая состояние вещества при намагничивании. Единица измерения в СИ — А/м. Намагничивание — возрастание намагниченности магнетика при увеличении напряженности внешнего поля. Заканчивается намагничивание процессом выстраивания вдоль поля всех элементарных магнитных моментов, наступает насыщение, и дальнейшее увеличение напряженности внешнего поля не вызывает изменения намагниченности.
Ферромагнитные материалы, которые намагничиваются до насыщения и перемагничиваются в сравнительно слабых магнитных полях напряженностью до сотен А/м, характеризуются высокой магнитной восприимчивостью, малыми потерями на перемагничивание и называются магнитно-мягкими. Такие материалы широко применяются в производстве электрических машин, трансформаторов.
Ферромагнитные материалы, которые намагничиваются до насыщения и перемагничиваются в сравнительно сильных магнитных полях напряженностью до десятков кА/м, характеризуются высокой остаточной намагниченностью и называются магнитно-твердыми или магнитно-жесткими. Их используют для производства постоянных магнитов во всех приборах и микродвигателях.
Еще две важные характеристики ферромагнитных материалов — точка Кюри и магнитострикция.
Точка Кюри (Тс) — температура, при которой ферромагнетики теряют свои особые свойства и ведут себя как парамагнетики. Это объясняется тем, что тепловое движение атомов разрушает параллельную ориентацию магнитных моментов и исчезает естественная намагниченность. Для железа Тс = 1042 К, для кобальта Тс = 1393 К, для никеля Тс = 631 К.
Магнитострикция — изменение формы и размеров магнетика при намагничивании. Она возникает в результате упругой деформации кристаллической решетки, обусловленной изменением магнитного взаимодействия между атомами, и наибольших значений достигает у ферромагнитных материалов. Количественно магнитострикция характеризуется относительным удлинением в направлении действия поля (продольная магнитострикция) и в перпендикулярном направлении (поперечная).
Материалы с достаточно большим эффектом магнитострикции называются магнитострикционными. К ним относятся никель, пермаллой (сплав железа с 40—80% никеля) и др. Все они магнитно-мягкие материалы и используются в технике для изготовления магнитострикционных и магнитоупругих преобразователей.