Кіріспе
Физикада, егер ферромагниттік материалды белгілі бір бағыттарда магниттеу үшін басқа бағыттарға қарағанда көбірек энергия жұмсау қажет болса, онда ол магниттік кристалдық анизотропияға ие деп есептеледі. Бұл бағыттар көбінесе оның кристалдық торының басты осьтерімен байланысты болады. Бұл магниттік анизотропияның ерекше түрі. Яғни, нақты бір бағытта үлгіні магниттеуге қажетті, оңай бағытта магниттеуге қажетті энергиядан артық энергия, кристалдық анизотропия энергиясы деп аталады.
In physics, a ferromagnetic material is said to have magnetocrystalline anisotropy if it takes more energy to magnetize it in certain directions than in others. These directions are usually related to the principal axes of its crystal lattice. It is a special case of magnetic anisotropy. In other words, the excess energy required to magnetize a specimen in a particular direction over that required to magnetize it along the easy direction is called crystalline anisotropy energy.
Себептер
Спиндік орбиталық өзара әсерлесу магнитокристалдық анизотропияның басты себебі болып табылады. Негізінен, электрондардың орбиталық қозғалысы кристаллдың электр өрісімен байланысып, магнитокристалдық анизотропияға бірінші реттік үлес қосады. Екінші реттік үлес магниттік дипольдердің бір-бірімен өзара әрекеттесуі нәтижесінде туындайды. Бұл әсер алмасу өзара әрекеттесуімен салыстырғанда нашар және алғашқы қағидалар бойынша есептеу қиын, алайда, кейбір сәтті есептеулер жасалған.
Практикалық маңызы
Магниттік кристалдық анизотропия ферромагниттік материалдардың өнеркәсіптік қолданысына зор әсер етеді. Жоғары магниттік анизотропиясы бар материалдар әдетте жоғары коэрцитивтілікке ие, яғни оларды демагнетизациялау қиын. Бұлар "қатты" ферромагниттік материалдар деп аталады және тұрақты магниттер жасауға қолданылады. Мысалы, сирек кездесетін металдардың жоғары анизотропиясы негізінен сирек кездесетін жер магниттерінің күшіне жауап береді. Магниттерді өндіру кезінде күшті магнит өрісі металдың микрокристаллдық түйіршіктерін бір бағытта бағыттайды, осылайша олардың "оңай" магниттелу осьтері бірдей бағытқа бұрылып, материалда күшті магнит өрісін бекітеді. Керісінше, төмен магниттік анизотропиясы бар материалдар әдетте төмен коэрцитивтілікке ие, олардың магниттелуін өзгерту оңай. Бұлар "жұмсақ" ферромагниттер деп аталады және трансформаторлар мен индукторлардың магниттік өзектерін жасауға қолданылады. Магниттелу бағытын өзгертуге қажетті шамалы энергия өзектегі шығындарды азайтады, яғни ауыспалы ток бағытын өзгерткенде трансформатор өзекінде таралатын энергияны төмендетеді.
Термодинамикалық теория
Магниттік кристалдық анизотропия энергиясы, әдетте, магниттеу бағытының косинустарының дәрежелері арқылы кеңейтім түрінде көрсетіледі. Магниттеу векторын Ms - қанығу магниттеуі ретінде жазуға болады. Уақытқа қатысты кері симметрия болғандықтан, косинустардың тек жұп дәрежелері ғана мүмкін. Кеңейтімдегі нөлдік емес мүшелер кристалл жүйесіне (мысалы, кубтық немесе гексагондық) байланысты. Егер олар кристаллдық симметрия өсімен сәйкес келсе, кристалл құрылымын ғана қарап, оңай бағыттарды болжау мүмкін емес екенін ескеру қажет.