science
Знания, не рождённые опытом, бесплодны и полны ошибок.
Леонардо да Винчи



Copyleft © 2004 - 2018
physics.com.ua

Электронный web-журнал Physics.com.ua

Научные исследования и технические разработки по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика. Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки. Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.

Контакты Главная | Стартовая | Избранное | Поиск
 

Потеря пароля | Регистрация

   
БАК остро нуждается в детекторах для фиксирования элементарных частиц
Высадка космонавтов на Луну будет осуществлена, в лучшем случае, в 2033–2034 годах
Гранты для обучения в аспирантуре по естественным наукам в Германии (программа SALSA)
Видео. Поиск редких процессов на коллайдерах
Пьезо-оптомеханический преобразователь связывает звук, свет и радио
Программу Наноконструктор проекта nanoModel можно скачать бесплатно
VII Международная школа-конференция молодых ученых и специалистов - Современные проблемы физики 2016
Ученые получили температуру ниже абсолютного нуля
С 10-го по 21-е сентября администрация уходит в отпуск

  Новости  
  Новости физики  
  Науку делают люди  
  Гранты, олимпиады, конкурсы и стипендии  
  Знаете ли Вы что...  
  Приборы, научно-технические разработки  
  Программные продукты  
  Конференции, семинары, школы и форумы  
  Физики шутят  
  Новости нашего журнала  
  Экспорт данных в формате RSS  
  Материалы  
  Каталог научных статей  
  Банк рефератов  
  Блог  
  PACS  
  Исторический календарь  
  Нобелевские лауреаты  
  Голосования и опросы  
  Информационные партнёры  
  Полезные ссылки  
  Палата мер и весов  
  Технические требования к предоставляемой информации  
rss2email
Новости электронного web-журнала Physics.com.ua




Рассылки Subscribe.Ru
Лента "Новости электронного web-журнала Physics.com.ua"
  Голосования и опросы  
 

Глобальное потепление - это...

результат неконтролируемого загрязнения атмосферы
результат естественного изменения климата
кто-то его незаметил
средство наживы для экологических организаций



Всего голосов: 1656
Комментариев: 3

 
  Статистика  
 
Яндекс цитирования Rambler's Top100

 
  Реклама  
 

 
 
НОВОСТИ




Экспорт новостей в формате RSS по выбранным категориям

2013-09-03 11:51:14, обсуждение: 0
НОВОСТИ ФИЗИКИ | МАГНЕТИЗМ

Магниты могут быть сильнее, чем казалось

Поиски сильных магнитов сегодня ведутся по пути подбора их химического состава и атомной структуры. На этом пути регулярно добиваются некоторых успехов (как в случае редкоземельных магнитов, кажущихся непревзойденными). Однако реальность оказывается сложнее и интереснее, чем наши представления. В [1] дан краткий обзор сильных магнитов. Под сильными понимается не величина магнитного поля, а тот факт, что напряженность поля, создаваемого этим магнитом, превышает индукцию насыщения материала магнита. Может показаться, что такого не бывает... Однако есть экспериментальные доказательства: в Гренобле изготовлена система магнитов, создающая в узком зазоре поле до 5 Тл [2]. В [1] перечислены и другие эксперименты в этой области.

Но, как известно, чудес действительно не бывает. Главным условием существования “сильных” магнитов является не только большая коэрцитивная сила, но и сильная магнитная анизотропия, которую раньше не брали в расчет. Спин-орбитальное взаимодействие d-электронов – главный источник кристаллической анизотропии. Из учебника Ч. Киттеля каждый хорошо знает, что сумма диагональных компонент тензора размагничивающего фактора дает поле насыщения. Это строго доказано для тел эллипсоидальной формы. Применение этой оценки для тел другой формы вносит небольшую поправку в коэффициент и с точностью до 10% совпадает с оценками для эллипсоида. Отсюда делался вывод, что создаваемое поле не может превышать поле насыщения. Но для тел неэллипсоидальной формы с неоднородной намагниченностью, индуцированной анизотропией, эти оценки оказываются неверными. В анизотропных магнетиках тензор размагничивающего фактора нельзя привести к диагональному виду, а недиагональные компоненты весьма велики. Такие ситуации в течение многих десятков лет просто не рассматривались и поэтому не считались возможными.

Пригодность магнитов для создания “сильных” полей определяется фактором качества: Q = K1/2pMs2, где K1 – магнитокристаллическая анизотропия, Ms намагниченность насыщения. Например, SmCo5 имеет Q ~ 50 и может, поэтому, считаться сильно анизотропным, в то время как для NdFeB фактор качества
Q
~ 10, что уже позволяет его отнести к переходной области.

Рис. 1. а – Система из двух противоположно намагниченных
магнитов с магнитопроводом; б – зависимость компонент поля
рассеяния от пространственных координат
x, y.

 

В качестве примера можно привести систему двух магнитов, намагниченных в противоположные стороны и имеющих общий магнитопровод (рис. 1). Вблизи места соприкосновения магнитов (в узкой щели между ними) наблюдается магнитное поле, значительно превышающее поле насыщения намагниченности, которое в данном примере составляет 1000 Гс.

В качестве доказательства существования сильных полей в обзоре [1] приводится три независимых экспериментальных метода. Один из них использует магнитооптические измерения. Авторы воспользовались тем фактом, что лабиринтная доменная структура (рис. 2) может возникать в зазоре между двумя магнитами только в определенном узком диапазоне “сильных магнитных полей”. Таким образом, доказательство наличия таких полей удается просто сфотографировать.

Рис. 2. Доменная структура феррит-гранатовой пленки
у
края границы между магнитами.

 

 

Если в качестве магнита взять коническую структуру, то оценки показывают, что максимально возможное поле, которое в такой системе можно создать, достигает 10 Тл. Это, по-видимому, предельная величина магнитного поля, которой можно добиться, меняя форму сильно анизотропных магнитов.

В технических приложениях важную роль может играть не само магнитное поле, а его градиент, создание которого также является тонким искусством. Расчеты показывают, что в системе постоянных магнитов можно достичь градиента поля до 107 Э/см.

В обзоре предложены самые разнообразные технические применения “сильных” магнитов: ЭПР микроскопия, наномасштабные головки магнитной записи, холодильные установки, сепараторы слабомагнитных веществ и т.д. и т.п.

Таким образом, для реализации очень сильного магнитного поля (как в сверхпроводящих магнитах) оказывается достаточно сильно анизотропного магнита, напильника (для его обработки) и немного терпения и знаний, чтобы получить желаемые результаты, превышающие самые смелые прогнозы.

 

    1. В.Н.Самофалов и др., УФН 183, 287(2013).

    2. F.Bloch et al., Eur.Phys. J. Appl.Phys. 55, 85 (1999).

О.Коплак
ПЕРСТ



БАК остро нуждается в детекторах для фиксирования элементарных частиц
Эффект рождения гидродинамических потоков от ультразвуковых волн
Создан безмагнитный кремниевый циркуляционный чип для диапазона миллиметровых волн
Физики из Национального института стандартов и технологий (США) добились одновременной квантовой запутанности сразу 219 ионов бериллия (9Be+)
Новый метод получения пучка спин-поляризованны позитронов
Наноградусник
Возбужденные андреевские пары в сверхпроводящем контакте
НАСА инвестирует в строительство крупномасштабных космических конструкций
Впервые зарегистрирована B-мода поляризации микроволнового фонового (реликтового) излучения, связанная с вихревой частью тензора поляризации
Правильный подборе слоёв позволил получить графено-металлические композиты в сотни раз прочнее чистых металлов

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи!





Контакты Главная | Поиск


Администрация журнала не несет ответственности за достоверность информации, опубликованной в рекламных объявлениях. При полном или частичном использовании материалов ссылка на physics.com.ua обязательна.
Главный редактор - к.ф.-м.н., н.с. ДонФТИ им. А.А. Галкина НАН Украины, Рассолов С.Г.
Администратор и модератор сайта - Дегтярчук С.В.
Copyleft © Physics.com.ua 2004 - 2018
Хостинг - Брущенко А.
Development programilla.com