Анализ процессов перемагничивания в магнетиках с ориентационными фазовыми переходами

• Автор: Смирнов, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ГЛАВА 1. МАГНЕТИЗМ СОЕДИНЕНИЙ К2Ре17, Л-Ге-П И МЕТОД ФАЗ НЕЕЛЯ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ПРОЦЕССОВ НАМАГНИЧИВАНИЯ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
1.1. Кристаллическая структура и магнитные свойства соединений
ЯгРеп иК-Ге-Т1
1Л .1. Кристаллическая структура соединений 11-Ее-Т1 со структурой
Т11Мп]2
1 Л.2. Магнитные свойства соединений И-Ге-Т1 со структурой
ТИМп12
1 Л.З. Доменная структура соединений К(Ге,Н)12
1Л.4. Кристаллическая структура соединений КзЕе^
1.2. Теория спонтанной спиновой переориентации в кубических, тетрагональных и гексагональных кристаллах
1.2.1. Феноменологическое описание магнитокристаллической анизотропии
1.2.1.1. Температурная зависимость констант МКА
1.2 Л .2. Использование констант и параметров анизотропии для выражения энергии анизотропии
1.2.2. Фазовая диаграмма кубического магнетика в нулевом поле
1.2.3. Магнитные фазовые диаграммы магнитоодноосных ферромагнетиков
1.3. Основные модельные представления, используемые для расчета кривых намагничивания
1.3.1. Метод вращения вектора намагниченности
1.3.2. Метод фаз Нееля
1.4. Выводы по обзору, постановка задачи исследования и положения,
выносимые на защиту
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Методика приготовления образцов

2.2. Получение монокристаллических образцов
2.3. Вибрационный магнетометр
2.4. Программное обеспечение для работы с вибрационным магнетометром
2.5. Результаты эксперимента
ГЛАВА 3. МОДЕЛЬ ВРАЩЕНИЯ ЖЕСТКОГО ВЕКТОРА НАМАГНИЧЕННОСТИ И МОДИФИЦИРОВАННАЯ МОДЕЛЬ НЕЕЛЯ
3.1. Модель вращения жесткого вектора намагниченности
3.2. Модифицированная модель Нееля
3.3. Описание алгоритма расчета
3.4. Описание компьютерной программы для расчета кривых намагничивания
3.5. Применение модифицированного метода Нееля к моделированию
кривых намагничивания
ГЛАВА 4. МАГНИТНЫЕ ФАЗОВЫЕ ДИАГРАММЫ КУБИЧЕСКИХ, ТЕТРАГОНАЛЬНЫХ И ГЕКСАГОНАЛЬНЫХ МАГНЕТИКОВ С УЧЁТОМ КОНСТАНТ МКА ВЫСОКИХ ПОРЯДКОВ
4.1. Магнитная фазовая диаграмма для кубических магнетиков с учетом
двух констант анизотропии
4.2. Магнитная фазовая диаграмма для гексагональных магнетиков с учетом четырёх констант анизотропии
4.3. Магнитная фазовая диаграмма для тетрагональных магнетиков с
учетом пяти констант анизотропии
ГЛАВА 5. РАСЧЕТ КРИВЫХ НАМАГНИЧИВАНИЯ И КОНСТАНТ МКА В РАМКАХ ТРАДИЦИОННОГО ПОДХОДА И МОДИФИЦИРОВАННОГО МЕТОДА ФАЗ НЕЕЛЯ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

В последние годы в центре внимания исследователей в области магнетизма редкоземельных соединений, занимающихся синтезом новых магнитотвердых материалов и разработкой теоретических представлений о высококоэрцитивном состоянии вещества, находятся интерметаллические соединения редкоземельных металлов (Я) с 36 переходными металлами, в которых концентрация 36-металла относительно высока [1-12]. Среди соединений с железом наиболее интересными с точки зрения практических применений являются соединения типа К2Ре14В, КРецТ1 и К2ре17. Соединения ЯгРенВ являются основой для получения постоянных магнитов с максимальным на сегодня энергетическим произведением (ВН)гаах, а интерметаллиды КРецИ считаются перспективными материалами для применения в качестве постоянных магнитов [13-22].
Несмотря на то, что данные интерметаллические соединения и постоянные магниты на их основе активно исследуются [13,17-19], до настоящего времени не удалось реализовать на практике теоретически предсказываемые максимальные значения энергетического произведения для всех постоянных магнитов на основе Я - 36 интерметаллидов. Например, теоретический предел энергетического произведения Ыб-Ре-В материалов существенно превышает 500 кДж/м3, но это значение так и не реализовано даже на лучших лабораторных образцах [20-22],
Важным средством более глубокого понимания физических процессов, обеспечивающих экстремально высокие свойства магнитотвердых материалов, является построение микромагнитных моделей их поведения в магнитном поле, позволяющих установить связь фундаментальных магнитных констант, реальной структуры, микромагнитных характеристик материалов с их гистерезисными свойствами [23].
Как показывают исследования редкоземельных интерметаллидов, выполненные в последние годы на монокристаллических образцах [24], данные о температурном поведении констант магнитокристаллической анизотропии многих интерметаллидов весьма противоречивы, что не позволяет корректно описать поведение этих материалов. В первую очередь это относится к материалам с магнитными фазовыми переходами, в которых анализ температурной трансформации многодоменного состояния в области спонтанных и индуцированных магнитным полем ориентационных фазовых переходов наглядно показал, что в этих случаях учет наличия в образце магнитной доменной структуры является принципиально важным [25].
Тем не менее, число научных работ, в которых данные о процессах, протекающих в твердых телах, обладающих магнитным порядком, интерпретируются с учетом возможности существования в материале магнитной доменной структуры, относительно редки. Отсутствие анализа микромагнитного состояния образа обедняет существующие модели и, в некоторых случаях, не позволяет корректно определить фундаментальные магнитные константы материалов и адекватно описать физические процессы,

Рис.2.4. Фон пустой вставки, измеренный без остановки поля и с остановкой поля и при
использовании компенсации фона