Введение к работе
Актуальность темы. В современных исследованиях магнитного гистерезиса изучение процессов намагничивания конденсированных сред играет особую роль. Это обусловлено тем, что в таких средах возникает широкий спектр структурных и магнитных неоднородностей, приводящих к особенностям її закреплении намагниченности. Процесс намагничивания и его характеристики в значительной степени определяют возможность использования материалов в запоминающих и логических устройствах, а также в качестве магниточувствительных элементов электроники.
Предметом исследования в настоящей работе являются ультра-дисперсные ферромагнетики с характерным размером зерна, много меньшим радиуса обменного взаимодействия. Неоднородность таких материалов обусловлена флуктуирующей как по величине, так и по направлению локальной анизотропией.
Несомненный интерес представляет исследование ферромагнетиков, как имеющих текстуру в ориентациях локальных осей анизотропии, так и изотропных ферромагнетиков, по свойствам близких к аморфным материалам.
Работы по улучшению эксплуатационных характеристик магнитных образцов часто проводятся без достаточно четких теоретических представлений о связи структуры и магнитных свойств, что в значительной степени обусловлено сложностью изучаемых объектов. Особенно это относится к микрокристаллическим системам, для которых еще не выработано эффективных и универсальных теоретических подходов, одновременно учитывающих обменную связь, степень дисперсности, неоднородность магнитных параметров, механизм перемагничивания, магнитную предысторию.
Прогресс в теоретическом описании этих объектов возможен при дальнейшем развитии микромагнитного подхода, использовании современных численных методов для описания магнитного состояния. Это будет способствовать пониманию особенностей перемагничивания, природы гис-
терезисных свойств и, следовательно, повышению эффективности экспериментальных исследований в теоретических работах.
Цель работы. Установление связи параметров структурных неод-нородностей ферромагнетика с характеристиками поля намагниченности.
Исследование механизма закрепления намагниченности в макроскопически изотропных случайных ферромагнетиках.
Исследование проявления случайного поля анизотропии в законе приближения намагниченности к насыщению и в ориентационных фазовых переходах.
Научная новизна. В диссертации с использованием микромагнитного подхода рассмотрена структура поля намагниченности поликристаллического ферромагнетика с флуктуирующими локальными осями анизотропии. Аналитически рассчитана корреляционная длина случайного поля намагниченности в основном состоянии и ее зависимость от степени дисперсности материала. Аналитически рассчитаны характеристики эффективной анизотропии образца, на неоднородностях которой происходит закрепление намагниченности. В компьютерном эксперименте установлен блоковый характер перемагничивания образца при изменении направления внешнего поля. Исследовано проявление корреляционной длины в законе приближения намагниченности к насыщению. Установлены пределы применимости теории однородного ориентационного фазового перехода и обнаружен эффект рассогласования в фиксации фазового перехода по средней намагниченности и восприимчивости.
Автор выносит на защиту:
-
Соотношения, связывающие характерный размер области квазиоднородной намагниченности со структурными параметрами образца.
-
Установленный в компьютерном эксперименте вид корреляционной функции намагниченности при нулевом внешнем поле.
-
Аналитически рассчитанные характеристики эффективного поля анизотропии.
-
Эффект блокового перемагничивания образца при вращении внешнего магнитного поля и пространственные характеристики блоков, исследованные методом компьютерного эксперимента.
-
Обнаруженный низкополепой излом на кривых закона приближения намагниченности к насыщению, связанный с проявлением эффективной анизотропии блока.
-
Критерий применимости теории однородного ориептацпонного фазового перехода и эффект задержки фазового перехода, связанный с закреплением намагниченности в поле эффективной анизотропии блоков.
Научная и практическая ценность работы. Показанная в работе связь между эффектами закрепления намагниченности и магнитной структурой магнетика дает возможность экспериментально получить информацию о структурном состоянии магнетика.
Практически значимыми результатами являются описание структуры и процессов перемагничивания поликристаллических и аморфных ферромагнетиков. Они дают возможность целенаправленно проводить поиск технологических условий при создании новых магнитных материалов с заранее заданными свойствами.
Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийских совещаниях по физике магнитных явлений (Астрахань, 1989 г.; Иркутск, 1992г.), Всесоюзной конференции по постоянным магнитам (Суздаль, 1991г.), на семинарах в проблемной лаборатории ФМЯ при Иркутском гос.пед.ннстнтуте, и » Институте Физики СО РАН п г. Красноярске.
Публикации. Основные результаты диссертации изложены в 4 статьях и 4 тезисах всероссийских конференций.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав с краткими выводами, приложения, заключения и списка цитированной литературы. Материал диссертации изложен на 129 страни-
цах текста, содержит 20 рисунков, 2 таблицы и библиографию с 85-ю названиями.