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永磁体内部磁畴的大小取决于永磁体的大小吗?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2021-01-12 09:18:43

对于给定的块体材料,铁磁畴的大小是通过平衡形成畴壁的能量消耗和减少退磁能量(也称为静磁能或偶极能)所节省的能量来确定的。因此,磁畴的大小应与永磁体的大小无关,假设永磁体不在限制的几何结构(薄膜、针状物、纳米晶体)中,并且不经过特殊的制备(例如,将其置于磁场中以对齐所有磁畴;将缺陷放入钉状磁畴壁)。

永磁体内部磁畴的大小取决于永磁体的大小吗

上图显示了铁磁体中磁畴的形成。磁铁外的箭头表示由于磁化突然停止在样品边缘而形成的退磁场。与该磁场有关的能量(按单位体积测量)通常很难计算,但对于椭球体样品,它降低到磁化强度=12μ0NM2V,其中M是磁化强度,V是体积,N是退磁(或形状各向异性系数,例如,对于球体,它是1/3,1/2表示沿短方向的长圆形椭球体)。

畴壁的能量(单位面积的能量)取决于畴壁在显微镜下的外观。如果它只是由两个相邻的自旋组成,当它们想要指向同一个方向时,它们指向相反的方向(这在能量上通常是不有利的),能量密度将是σ=JS2a2,其中J是交换能,S是自旋,a是磁位之间的间距。域墙的一个更真实的配置(虽然不是唯一的)是Bloch墙,其中相邻的自旋彼此稍微远离旋转,这样域墙就有一些宽度。布洛赫壁的单位面积能量(BW)由σBW=πS2JKa−α−δ√给出,其中K是一个依赖于材料的各向异性参数,在自旋确实不希望处于一个磁化和另一个磁化之间的中间方向的材料中,该参数更大。

永磁体内部磁畴的大小取决于永磁体的大小吗

当磁畴的体积退磁能与磁畴的表面积成畴能相平衡时,磁畴尺寸得到优化。这将取决于许多与材料相关的参数,如磁交换能(J)和各向异性常数(K),但它不取决于磁性材料块的总体尺寸。然而,在实际材料中,磁畴的大小受其制备方式(快速冷却)的影响?加入磁场?多晶材料?),这不是由这些简单的参数捕获的。
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