磁晶各向异性与磁致伸缩ppt课件.ppt

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1、磁晶各向异性与磁致伸缩一、磁晶各向异性三、磁晶各向异性的机理二、磁晶各向异性常数的测量方法四、磁致伸缩五、磁致伸缩的机理六、磁致伸缩的测量方法七、感生磁各向异性八、非晶态D磁性物理基础序言：在磁性物质中，自发磁化主要来源于自旋间的交换作用，这种交换作用本质上是各向同性的，如果没有附加的相互作用存在，在晶体中，自发磁化强度可以指向任意方向而不改变体系的内能。实际上在磁性材料中，自发磁化强度总是处于一个或几个特定方向，该方向称为易轴。当施加外场时，磁化强度才能从易轴方向转出，此现象称为磁晶各向异性。一、磁晶各向异性[100][110][111]立方晶系各向

2、异性能可用磁化强度矢量相对于三个立方边的方向余弦(1,2,3)耒表示。在该类晶体中，由于高对称性存在很多等效方向，沿着这些方向磁化时，磁晶各向异性能的数值相等。从图中看到，在位于八分之一单位球上的点A1、A2、B1、B2、C1、C2所表示的方向上，各向异性能数值均相等。由于立方晶体的高对称性，各向异性能可用一个简单的方法耒表示：将各向异性能用含1,2,3(方向余弦)的多项式展开。因为磁化强度矢量对任何一个i改变符号后均与原来的等效,表达或中含i的奇数次幂的项必然为0。又由于任意两个i互相交换，表达式也必须不变，所以对任何l、m、n的组

3、合及任何i、j、k的交换，i2lj2mk2n形式的项的系数必须相等。因此，第一项12+22+32=1。因此EA可表示为1、立方晶系的磁晶各向异性A.磁晶各向异性能：[100]：1=1,2=0,3=0EA=0[110]：EA=K1/4[111]：EA=K1/3+K2/27Fe:K1=4.72x104Jm-3K2=-0.075x104Jm-3Ni:K1=-5.7x103Jm-3K2=-2.3x103Jm-3K1,K2分别为磁晶各向异性常数，求几个特征方向的各向异性能，xyzIs(123)[001][110][111]立方晶

4、系各向异性K1,K2(110):易磁化方向<100><110><111>各向异性能0各向异性场HA(100):-2K1/Is在不施加外磁场时，磁化强度的方向处在易磁化轴方向上，因此相当于在易磁化轴方向上有一个等效磁场HA。图中看到当[100]方向为易磁化轴和[111]方向为易磁化轴的各向异性能的空间分布状况。xyzIs当从z轴转出角，由于z轴是易磁化轴，等效一个磁场HA,这样就产生一个转矩1,2,3用,耒表示,并代入EA,,用上式求HAa.<100>易轴B.磁晶各向异性场：K:Jm-3(m-1.kg.S-2)Is:T(kg.S-2.A-

5、1)K/Is=Am-1K1>0;K2=0K10;K2=0[100]易轴[111]易轴b.<110>易轴：磁化强度的有利转动晶面分别是(100)和(110)面<011>(1)在(100)面上，Is转动求HA得到z(2)在(110)面上，Is从HA转出角，用转矩求HAHAxyIs<110>xyzHAIs(100)C.<111>为易轴：2、六角晶系的磁晶各向异性xyywC面°°°°°°°°°°°°+2/6六角晶系的特点是在c面有六次对称轴，与+2n/6,(n=0、1、2…..)的方向体系的能量是相同的。用,替代1,2,3,计算磁

6、晶各向异性能xyzHAIs<111>A、磁晶各向异性能zxywC轴C面IsCo:Ku1=4.53x105Jm-3Ku2=1.44x105Jm-3通常四次方项作为近似就足够了，因此B、磁晶各向异性场:得到：b.c面为易磁化面时：c.易锥面时a.C轴为易磁化轴，用同样的处理方法Ku1,Ku2易磁化方向0：与C轴夹角0=00=/2C轴,C面,⊥园锥面，sin0=(-Ku1/2Ku2)1/2EA0Ku1+Ku2-Ku12/4Ku2Ku1>0Ku2<0Ku1+Ku2>0Ku1+Ku2<0Ku1+2Ku2<0Ku1+2Ku2>0各向异性磁场HA

7、2Ku1/Is-2(Ku1+2Ku2)/ISHA0(C轴)36│K3│/IS(C面)2(Ku1/Ku2)x(Ku1+2Ku2)/IS36│K3│sin40/IS单轴各向异性EA=(的0次项)+(的一次项)+(的二次项)+……….a)的0次项0=1,对应于K0。b)的一次项是奇数项不考虑，为0(对应于K0)。c)的二次项：a112+a222+a332=a(12+22+32)d)的四次项为：e)的六次项为：附录：，，，，第三项用到，(对六角晶系要考虑二次项)………….转矩磁强计的原理是，当样品(片状或球状)置于强磁场中，

8、使样品磁化到饱和。若易磁化方向接近磁化强度的方向，则磁晶各向异性将使样品旋转，以使易轴与磁化强