Коэрцити́вная си́ла (тж.: коэрцити́вное по́ле, от «удерживание») — значение напряжённости внешнего магнитного поля, необходимое для полного размагничивания ферро- или ферри- магнитного вещества. Обозначается: .
Единица измерения коэрцитивной силы в магнетиках совпадает с единицей напряжённости магнитного поля — в Международной системе единиц (СИ): ампер/метр, в СГС: эрстед.
Чем большей коэрцитивной силой обладает постоянный магнит, тем он устойчивее к размагничивающим воздействиям.
Понятие «коэрцитивное поле» также используется в физике электретов в значении напряжённости внешнего электрического поля (В/м), необходимой для полной деполяризации сегнетоэлектрического вещества.
Формальное определение
Коэрцитивная сила — такое размагничивающее внешнее магнитное поле напряжённостью , которое необходимо приложить к ферромагнетику, предварительно намагниченному до насыщения, чтобы довести до нуля его намагниченность или индукцию магнитного поля внутри.
Соответственно, коэрцитивная сила может определяться из кривых или из кривых (обозначения: или ). Рисунок справа отвечает варианту .
Коэрцитивная сила всегда по модулю больше, чем . Действительно, при вследствие соотношения
(где — магнитная постоянная; записано в СИ), имеем , то есть намагниченность в этом состоянии положительна. Значит, чтобы её обнулить (для попадания в состояние ), необходимо подальше сместиться в область отрицательных , по сравнению с .
Магнитомягкие и магнитотвёрдые ферромагнетики + Коэрцитивная сила некоторых ферромагнитных материалов Материал Коэрцитивнаясила (кА/м) Супермаллой(16Fe:79Ni:5Mo) 0,0002 Пермаллой (Fe:4Ni) 0,0008—0,08 Железные опилки(чистота железа0,9995 по массе) 0,004-37,4 Электротехническая сталь(11Fe:Si) 0,032—0,072 Низкоуглеродистаяконструкционная сталь (1896) 0,16 Ni (чистота 0,99 по массе) 0,056—23 Магнитотвёрдый феррит(ZnxFeNi1−xO3) 1,2—16 Сплав 2Fe:Co 19 Кобальт (чистота 0,99 по массе) 0,8—72 Алнико 30—150 Металлическое покрытиеповерхности магнитныхдисков (Cr:Co:Pt) 140 Неодимовый магнит(NdFeB) 800—950 12Fe:13Pt (Fe48Pt52) ≥980 Сплав (Dy,Nb,Ga,Co:2Nd:14Fe:B) 2040—2090 Самарий-кобальтовый магнит(2Sm:17Fe:3N, при 10 K) <40—2800 Самарий-кобальтовый магнит 3200 По величине коэрцитивной силы магнитные материалы условно разделяются на: Магнитомягкие материалы — материалы с низкой коэрцитивной силой, которые намагничиваются до насыщения и перемагничиваются в относительно слабых магнитных полях напряжённостью до 4 кА/м. После перемагничивания внешне они не проявляют магнитных свойств, так как состоят из хаотически ориентированных намагниченных до насыщения областей. Примером могут служить различные стали. Магнитотвёрдые материалы — материалы с высокой коэрцитивной силой, которые намагничиваются до насыщения и перемагничиваются в сравнительно сильных магнитных полях напряжённостью в тысячи и десятки тысяч ампер на метр. После намагничивания магнитнотвёрдые материалы остаются постоянными магнитами из-за высоких значений коэрцитивной силы и магнитной индукции. Примерами являются редкоземельные магниты NdFeB и SmCo, бариевые и стронциевые магнитотвёрдые ферриты.
Значения коэрцитивной силы некоторых ферромагнитных материалов приведены в таблице. Коэрцитивная сила сильно зависит от текстурованности материала, режима его термообработки, направления намагничивающего поля для текстурованных и анизотропных материалов, поэтому в таблице для некоторых материалов приведены диапазоны изменения коэрцитивной силы.
Применение Коэрцитивная сила — сильно структурно-чувствительная характеристика, и она часто используется для анализа структурных и фазовых превращений, а также для изучения дефектов кристаллической решётки, образующихся при тех или иных воздействиях на металл (пластическая деформация, облучение и др.)
Аналог в сегнетоэлектриках Существуют материалы — сегнетоэлектрики — электрические свойства которых во многом подобны магнитным свойствам ферромагнетиков. А именно, зависимость величины электрического смещения от наложенного поля в них аналогична зависимостям в ферромагнитной среде. Она характеризуется гистерезисом и рядом других деталей. При этом, выступает эквивалентом , вектор поляризованности — эквивалентом , а — вместо . Напряжённость магнитного поля имеет аналогом ; он несёт смысл напряжённости внешнего электрического поля, необходимой для полной деполяризации сегнетоэлектрического вещества, и тоже именуется коэрцитивным полем. Представленные выше рассуждения о вариантах коэрцитивных сил и вполне могут быть переадресованы к и .
Примечания
См. также Магнитный гистерезис Магнетизм Алнико Ални
Литература
Категория:Ферромагнетики Категория:Сегнетоэлектрики