Механизмы релаксационных явлений в макро- и наноразмерных магнитоэлектроупорядоченных системах в области линейного отклика

• Автор: Игнатенко, Николай Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 384 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ

1.1. Процессы, приводящие к диссипации энергии в магнетиках

1.1.1. Смещения доменных границ (ДГ) в упругом и магнитном полях

1.1.2. Вращения векторов спонтанной намагниченности

1.1.3. О потерях немагнитной природы

1.1.4. О взаимосвязи процессов смещений и вращений

1.1.5. Ориентационные фазовые переходы в упругих и магнитных полях

1.2. Макровихревые потери в поле знакопеременных напряжений

1.3. Микровихревые потери магнитоупругой энергии

1.4. Потери на магнитоупругий гистерезис (МУГ)
1.5. О вкладе спиновой вязкости в диссипацию магнитоупругой энергии..
1.6. Амплитуднонезависимые потери в области линейного отклика
1.6.1. Анизотропия магнитоупругих потерь, обусловленных обратимыми смещениями ДГ (модель гибкой ДГ)
1.6.2. Диссипация энергии в идеализированных магнетиках, обусловленная процессами смещений ДГ и вращений 13 (модель жесткой ДГ)
1.6.3. Диссипация магнитоупругой энергии в модели гибкой ДГ с учётом взаимосвязанных процессов смещений ДГ и вращений
1.6.4. О вкладе гиромагнитной вязкости в диссипацию энергии, обусловленную процессами вращений
1.7. О частотно-размерных магнитоупругих эффектах, связанных с ДГ
1.7.1. О резонансе ДГ в упругих полях
1.7.2. Резонансные потери, связанные с колебаниями ДГ и динамический ДЕ-эффект
1.7.3. Особенности магнитоупругих потерь в околорезонансной области частот колебаний ДГ
1.8. Релаксационные потери и динамический АЕ- эффект в магнетиках в «насыщающих» полях
1.8.1. Магнетики с кубической симметрией
1.8.2. Одноосные магнетики
1.9. Дифференциальный ДЕ- эффект в кубических и гексагональных магнетиках в сопровождающих магнитных полях
1.9.1. Постоянное магнитное поле
1.9.2. Статическое упругое поле
ГЛАВА 2. ФЕРРОМАГНЕТИКИ
2.1. О зондировании магнитной текстуры в магнитоупорядоченных системах
2.1.1. Наиболее распространенные способы выявления текстуры
2.1.2. Метод анизометрического зондирования текстуры
2.1.2.1. Одноосные магнетики
2.1.2.2. Трехосные магнетики
2.2. Потери энергии и генерация упругих волн в переменных магнитных полях (За счет процессов смещений и вращений)
2.2.1. Генерация упругих волн и их гармоник в одноосных магнетиках
2.2.2. Трехосные магнетики
2.2.2.1. Обратимые вращения
2.2.2.2. Вклад прогщссов смещений в генерацию упругих волн
2.2.2.3. Определение результирующих амплитуд упругих волн и параметров их
гармоник в кристаллах
2.3. Диссипация магнитоупругой энергии в сложных полях
2.3.1. Расчет диссипативных и акустических параметров упругих волн в трехосных магнетиках в сложных магнитных полях
2.3.2. Примеры компьютерных расчетов исходных ориентаций векторов 18 в трехосных магнетиках
2.3.3. Упругие волны в одноосных ферродиэлектриках в сложных
магнитоупругих полях
2.4. Теория магнитной восприимчивости (макроскопический подход)
2.5. Воздействие всестороннего сжатия на релаксационные процессы в ферромагнетиках (Магнитоупругие и магнитные явления в поле изотропных
механических напряжений (гидростатических))
2.5.1.0 поглощении магнитоупругой энергии в поле изотропных внешних воздействий
2.5.2 Внутреннее трение в поле изотропных периодических воздействий, приложенных к поверхности магнетика
2.5.3 О магнитной восприимчивости ферромагнетиков в гидростатических
полях, связанной с процессами смещений
2.5.4. О вращательной составляющей магнитной восприимчивости ферромагнетиков в гидростатических полях
ГЛАВА 3. СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ
3.1. Ориентационная релаксация в сегнетоэлектриках в области линейного
отклика
3.1.1 .Сегнетоэлектрики типа титаната бария (перовскитовые)
3.1.1.1. Поглощение продольных упругих волн и ДЕ- эффект
3.1.1.2. Внутреннее трение и ДО- эффект (сдвиговыеупругие волны)
3.1.1.3. Влияние смещающих полей на ориентационную релаксацию и ЛЕ- и ЛС-эффекты
3.1.2. Сегнетоэлектрики с квазимоноклинной симметрией (типа порядок -беспорядок)
3.2. Генерация упругих волн в сегнетоэлектриках
3.2.1. Сегнетоэлектрики типа смещения (ВаТЮ3) с закрепленными ДГ
3.2.2. Сегнетоэлектрики типа порядок-беспорядок (сегнетова соль) с закрепленными ДГ
3.2.3. Генерация упругих волн доменными границами
3.3. Вклад процессов смещений и вращений в статические и динамические Д Е-и Дб- эффекты в ВаТЮ

показано в [44], для никеля величина <3~‘ может быть существенной, если образцы хорошо отожжены. Там же показано, что максимум С)]1 (со) с ростом намагниченности смещается к высоким частотам. Эти потери в больших магнитных полях рассмотрены в [45]. Можно отметить, что поскольку потери энергии за период АУ ~ а2 и У ~ а", то С]“1 от амплитуды не зависит.
1.3. Микровихревыс потери магнитоупругой энергии
Под действием внешних напряжений в ферромагнетиках происходят локальные изменения, приводящие к появлению микровихревых токов и соответствующих им потерь. Векторная сумма изменений намагниченности I для размагниченного образца по объему магнетика равна нулю. Тем не менее микро-вихревые потери отличны от нуля, поскольку локальные изменения намагниченности отличны от нуля. Такие потери будут отсутствовать лишь в образцах, намагниченных до насыщения. Как известно [1,2], эти потери связаны с обратимым смещением ДГ и обратимым вращением векторов 15. По [34, 35] с учетом экспериментальных данных [35, 40] при низких частотах (меньших характерных) внутреннее трение СГ1, соответствующее этим потерям, СГ1 ~ ю и при Дсг, >К, (сГ; - внутренние напряжения) и при Д. а, <К, (намагниченность изменяется в основном за счет смещения ДГ). При высоких частотах (Д1 - о1, Мэзон [46, 47] впервые получил зависимость (Т1 (со) для кристалла, имеющего
Ау„Е, ют ,,
одинаковые по размеру домены: (Д = -“-5------------^, (1-27)
і; 1+(от)
где Х0 - начальная магнитная восприимчивость; А — величина, определяющаяся выбранным направлением в кристалле.
По Мэзону соотношение типа (1.27) справедливо для обоих механизмов микровихревых потерь. Так [47] для обратимых смещений ДГ время релаксации ті =96Хд1>Ур, (1.28)
а для процессов вращений т; = 2лу“02/р. (1-29)
Здесь О - размер доменов. Этот размер для различных образцов никеля по данным опыта изменялся от 2Т0'3 до 2Т0'2 см, ар» 800, Хо ~ 2. Для таких значе-