Диссипация волновых процессов, генерируемых в магнетиках переменным магнитным и упругим полем

• Автор: Петрова, Людмила Павловна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 143 с.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Магнитные потери

1.1.1. Амплитуднонезависимые потери, связанные с процессами смещений доменных границ (ДГ)

1.1.2. Обратимые вращения векторов спонтанной намагниченности

1.1.3. Потери немагнитной природы и проблема их выделения из суммарных потерь

1.1.4. О макровихревых потерях в ферромагнетиках

1.2. О внутреннем трении, связанном с гистерезисом смещения ДГ

1.2.1. Экспериментальные закономерности

1.2.2. Способы теоретического описания потерь на магнитоупругий гистерезис (МУГ)

1.3. Необратимые вращения векторов 15, индуцированные магнитным и упругим (самообращение намагниченности) полями

1.4. О потерях в сложных магнитных полях

1.5. О Д£ и Д(7- эффектах в магнетиках, в том числе в сложных полях
1.6. Выводы
ГЛАВА 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ “ЛЕГКИХ” ОСЕЙ В МАГНИТОУПОРЯДОЧЕННЫХ СРЕДАХ
2.1. Наиболее распространенные способы экспериментального выявления текстуры в магнитоупорядоченных средах
2.2. Метод анизометрического зондирования текстуры магнетиков
2.2.1. Одноосные магнетики

2.2.2. Трехосные магнетики
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ДИССИПАЦИИ МАГНИТОУПРУГОЙ ЭНЕРГИИ В НЕОДНОРОДНЫХ УПРУГИХ ПОЛЯХ
3.1. Поведение ДГ в неоднородных упругих ПОЛЯХ и возможность явления “срыва” амплитуды их смещений
3.2. Процессы вращений в неоднородных упругих полях и генерация гармоник
ГЛАВА 4. ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ И ГЕНЕРАЦИЯ УПРУГИХ ВОЛН В ПЕРЕМЕННЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЯХ
4.1. Генерация упругих волн и их гармоник в одноосных магнетиках
4.2. Трехосные магнетики
4.3. Расчет результирующих амплитуд упругих волн в кристаллах и параметров их гармоник
ГЛАВА 5. ДИССИПАЦИЯ ЭНЕРГИИ В СЛОЖНЫХ МАГНИТОУПРУГИХ ПОЛЯХ
5.1. Расчет диссипативных и акустических параметров в трехосных магнетиках в сложных магнитных полях
5.2. Некоторые результаты компьютерных расчетов исходных ориентаций векторов /5 в трехосных магнетиках
5.3. Упругие волны в одноосных ферродиэлектриках в сложных магнитоупругих полях
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность темы. В поле внешних воздействий ферромагнетик, как и любое твердое тело, перестраивается, переходя в новое равновесное состояние. Этот процесс характеризуется такими важными диссипативными величинами как внутреннее трение Q~l и коэффициент (акустического) поглощения а. Первая из этих величин определяется в зависимости от вида воздействия на магнитоупорядоченную систему (магнетик) либо долей энергии, рассеянной за период колебания, либо через фазовое запаздывание отклика системы на это воздействие, либо по полуширине резонансного максимума амплитуды вынужденных колебаний и т.д. Коэффициент поглощения, который иногда называют коэффициентом затухания упругой волны, определяется по ее ослаблению при распространении в магнетике.
Обе эти величины весьма информативны, поскольку даже без использования других методов исследований могут дать ценные сведения о структуре изучаемых систем. Так, используя данные по диссипативному отклику магнетиков, можно выявить текстуру, охарактеризовать магнитофазовый состав, оценить размеры доменов и концентрации доменных границ (ДГ), определить ориентацию магнетика и т.д. Если же к этому добавить исследования упругих волн, генерируемых переменным магнитным полем, то можно получить достаточно детальные представления о структуре магнетиков и процессах, происходящих в них под действием этих полей. Такие исследования важны как в научном, так и в прикладном плане, ибо без понимания природы этих процессов невозможно управлять ими.
Диссипация энергии в ферромагнетиках обусловлена несколькими причинами. При необратимых смещениях ДГ, имеет место магнитоупругий гистерезис (МУГ), для которого характерна ярко выраженная амплитудная зависимость 0"1. В области линейного отклика происходят обратимые смещения ДГ (амплитуднонезависимое внутреннее трение) и обратимые враще-

сти 18 доменов преодолевать “трудные” направления. Однако в очень сильных полях этот метод нахождения функции распределения уже не приводит к цели, поскольку ядро соответствующего интегрального уравнения становится мультипликативным при Н -> со.
направлений воздействий, раживании магнитной жидкости), где у -угол между ОТ и ло “легкой” осью (для определенности [001]) какого-либо кристаллита, а <р - угол между ло и полем Я, приложенным в плоскости образца в форме диска, которую выберем вначале совпадающей с {100}. Будем считать, что /(у) симметрична относительно ОТ (Рис.З). Для нахождения вращательного момента М(|/) в поле Я определим его величину Ь сначала для одного домена, записав выражение для объемной плотности энергии магнетика с точностью до аддитивной постоянной в виде:
где а, и р. - направляющие косинусы вектора /5 относительно кристаллографических осей {100} и поля Я, а3 = собс^. Здесь, считая диск достаточно тонким, фактором формы можно пренебречь. Минимизируя Я по а,, имеем:
Рис.З. Распределение
Рассмотрим подобную задачу для трехосных магнетиков, от которых с учетом их иной симметрии можно ожидать, что ядро уравнения уже не будет мультипликативным в очень сильных магнитных полях. На рис.З представлено распределение внешних воздействий на магнетик относительно оси текстуры ОТ (либо магнитного поля, при замо-
(2.19)
(2.20)
Вводя множитель Лагранжа X, отсюда получаем соотношения:
(2.21)