Введение

Сопротивление ферромагнитного материала демагнитизации внешним магнитным полем – свойство магнитных полей.

Принудительная сила, также называемая магнитной принудительной силой, принудительным полем или коэрцитивностью, является мерой способности ферромагнитного материала сопротивляться внешнему магнитному полю, не теряя намагниченности. Принудительная сила обычно измеряется в единицах эрстед или ампер на метр и обозначается HC. Аналогичным свойством в электротехнике и материаловедении является электрическая коэрцитивность – способность ферроэлектрического материала сопротивляться внешнему электрическому полю, не теряя поляризации. Ферромагнитные материалы с высокой принудительной силой называются магнитно-твёрдыми и используются для изготовления постоянных магнитов. Материалы с низкой принудительной силой называются магнитно-мягкими. Последние применяются в сердечниках трансформаторов и индукторов, записывающих головках, микроволновых устройствах и для магнитной защиты.

Теория

При принудительном поле векторная составляющая намагниченности ферромагнетика, измеренная вдоль направления приложенного поля, равна нулю. Существует два основных механизма разворота намагниченности: вращение однородной намагниченности и движение доменных стенок. Когда намагниченность материала разворачивается посредством вращения, компонента намагниченности вдоль приложенного поля равна нулю, поскольку вектор направлен ортогонально приложенному полю. Когда намагниченность разворачивается посредством движения доменных стенок, результирующая намагниченность мала во всех направлениях, поскольку моменты отдельных доменов суммируются в ноль. Кривые намагничивания, определяемые вращением и магнитокристаллической анизотропией, наблюдаются в относительно совершенных магнитных материалах, используемых в фундаментальных исследованиях. Движение доменных стенок является более важным механизмом разворота в реальных конструкционных материалах, поскольку дефекты, такие как границы зерен и примеси, служат центрами зарождения для доменов с обращенной намагниченностью. Роль доменных стенок в определении коэрцитивной силы сложна, поскольку дефекты могут закреплять доменные стенки, помимо их зарождения. Динамика доменных стенок в ферромагнетиках аналогична динамике границ зерен и явлений пластичности в металлургии, поскольку как доменные стенки, так и границы зерен являются плоскими дефектами.

Значение

Как и в случае любого гистерезисного процесса, площадь внутри кривой намагничивания в течение одного цикла представляет собой работу, совершаемую внешним полем над материалом при перемагничивании, которая рассеивается в виде тепла. К распространенным диссипативным процессам в магнитных материалах относятся магнитострикция и движение доменных стенок. Коэрцитивная сила является мерой степени магнитного гистерезиса и, следовательно, характеризует потери в мягких магнитных материалах при их обычном применении. Остаточная намагниченность насыщения и коэрцитивная сила являются основными характеристиками для твердых магнитов, хотя также часто указывается и максимальное энергетическое произведение. В 1980-х годах были разработаны редкоземельные магниты с высоким энергетическим произведением, но нежелательно низкими температурами Кюри. С 1990-х годов были разработаны новые магниты с эффектом обменного упругого закрепления, обладающие высокой коэрцитивной силой.