بمنحني الهسترة المغناطيسية بمنحني الهسترة المغناطيسية

Transcript

1 وعالقتها بمنحني الهسترة دراسة تركيب الحجيرات زياد نبيل صباح جميل مزهر نزهت عزيز عبود وعالقتها دراسة تركيب الحجيرات اللخالصة هذه الحقول تمت : العينة المقدمة: تعرف د ارسة بمنحني الهسترة من خالل د ارسة بمنحني الهسترة الحجيرة على مجموعة من العزوم تتخذ الطاقة التي تفقد اتجاه نبيل زياد العلوم جامعة كربالء / كلية جميل مزهر صباح الجامعة المستنصرية / كلية العلوم نزهت عزيز عبود األش ارف و ازرة التعليم العالي والبحث العلمي / جهاز باستخدام خالل التحليل البسيط و معرفة الشروط الحدودية عملية التمغنط و شرحها وكذلك لتكوين د ارسة عالقة هذه وشرح منحني الهسترة عند تطبيق المجال المغناطيسي الخارجي بأنها التي تتحرك باتجاه عكس اتجاه العزوم الداخلية مناطق تتكون في داخل واحد وتكون محاطة بغشاء عازل للحجيرة بلو ارت 1( المواد على وتحتوي يتكون من مجموعة من العزوم إن السبب في تكون هذه هو الموازنة بين التغير في مقدار طاقة مجموعة العزوم التي تكون في داخل الغشاء و مع االيزوتروبي في داخل الحجيرة و الذي يؤدي في اغلب أخرى حاالت االحيان إلى تكون غشاء رقيق في حين تكون في ذات غشاء سميك وحسب تأثير االيزوتروبي في التفاعل تعتمد حركة هذه وطريقة تكونها على الغشاء الذي يحيط بهذه داخل الغشاء و ( العوامل المؤثرة على هذه الحركة سيتركز البحث ولهذا على د ارسة حركة العزوم في 76 العدد الرابع والستون/ 00

2 وعالقتها بمنحني الهسترة دراسة تركيب الحجيرات زياد نبيل صباح جميل مزهر نزهت عزيز عبود الجانب النظري : إن مصطلح الحجيرة قد استخدم من قبل العالمين نيل و بلوخ Néel and Bloch لوصف الحالة التي التغير تحدث في داخل المادة عند تفاعل العزوم و الموازنة التي تحدث عند في الطاقات الداخلية و طاقة االيزوتروبي المتقاربة والتي في كبير تأثير ذات ستكون وطاقة المرونة العملية لكون تشاهد هذه من خالل المجهر االلكتروني أو من خالل ذات ديناميكية التاثرية العالية و التي سوف تترتب الذ ارت غير معزولة وطاقة التبادل بين الذ ارت أن ويمكن عن بعضها وضع سائل يحتوي على اكاسيد الحديد بطريقة معينة تظهر فيها وألن تعتمد باألساس على مقدار طاقة التبادل وعلى مقدار طاقة االيزوتروبي بينما أهملت الحدود األخرى لقلة مساهمتها ω( حيث إن: سوف 3( تعطى بالمعادلة : الكلية الطاقة كثافة فان الالزمة لتكوين الحجيرة M ω A K Sin (1 t M A t ( يمثل مقدار طاقة التبادل ( K Sin يمثل مقدار طاقة واتجاه المحور السهل ومن حل المعادلة السابقة حجي ارت بلوخ و حجي ارت نيل( بالشكل االستق ارر Aهو ثابت التبادل Mهو العزم المغناطيسي لوحدة الحجم االيزوتروبي Kهو ثابت االيزوتروبي φ هي ال ازوية بين متجه التمغنط يمكن الحصول على عالقة لوصف توزيع العزوم في حدود ln tan x d ( 4( األتي : حيث ( d إن اغلب المواد تحت المجاالت يمثل عرض الحجيرة البحوث χ و ( يمثل اال ازحة التي تتحركها الحدود عن موضع السابقة التي تم فيها شرح تركيب كانت الواطئة وهذا يعني المنحني في د ارسة تختص بد ارسة تصرف المنطقة التي تكون فيها القاهرية في منحني الهسترة الذي يحدث بصورة عامة للمغناطيسية في منطقة االنحدار الشديد في منحني حيث إن قمة المغنطة تدور ب ازوية ( 0 180( وتجعل الجد ر ان تتحرك في داخل العينة في المجاالت العالية ستختفي وكذلك جد ارنها ويحدث تغير في بصورة عامة سيكون نتيجة دو ارن العزوم باتجاه المجال نيل 5( المطبق Nèel( و الذي درس حدود في بلورة الحديد Fe( األحادية الحجيرة يحتوي على سلسلة من الش ارئح ( و إن الذي يحدث لقد درست هذه العملية من قبل العالم والذي أشار إلى أن تركيب Slap و التي تكون فيها متجه بشكل موازي 76 العدد الرابع والستون/ 00

3 وعالقتها بمنحني الهسترة دراسة تركيب الحجيرات لآلخر احدها بمقدار ( 0 90 هذه الحالة ال و كذلك موازية للمحور السهل < زياد نبيل صباح جميل مزهر نزهت عزيز عبود 100< للبلورة وتكون وعند حدود العينة يكون التركيب مغلق كما في يعني انه مغلق بالمعنى الحرفي وذلك لوجود بعض نهاية بعض العينات في المجاالت الواطئة ال ازوية الشكل d a,b( الفاصلة بين وان التركيب في التي تخالف هذه الحالة في تتغير من خالل التغير العكسي لمتجه المرتبط بحركة ذات الدو ارن ب ازوية ( خالل العينة وكما موضح في الشكل المجاالت حيث إن العينة تحتوي على حجي ارت يمكن إن تدور ب ازوية العالية 90 0 ( وبصورة عكسية عند وعليه فان العزم المغناطيسي سوف يتغير خارجا عن المحور السهل للبلورة وبمساعدة دو ارن هذه كما في الشكل ( يمكن حسابه أما لنفترض عينة (1- c 6( كما يلي :- ذات أشرطة بعرض المتجه الموازي لسطح العينة وان التغير في المساحات في المجاالت العالية L( وسمك T( ويكون السطح عمودي على المتجه < >100 فسيكون < 100< و كون اآلخر هو المتجه 011< ولهذا فأن هناك محورين سهلين أحدهما هو < العمودي على األشرطة ( ( المجال الخارجي يساوي صف ار سيكون على شكل طبقات وبفارق /d طبقة و أخرى( وعليه فان تركيب في حالة يمثل المسافة بين d حيث وتكون موجودة بصورة موازية للمستوي >011< وستكون متجهات باتجاه >010< و> 001< لتكوين حجيرة ب ازوية ( 0 90( حتى ال تتكون أقطاب حرة فيما بين Neel Domain رقم الشكل 1( التركيب الداخلي للحجي ارت من نوع ( حجي ارت نيل 76 العدد الرابع والستون/ 00

4 وعالقتها بمنحني الهسترة دراسة تركيب الحجيرات المحور السهل وعند تطبيق مجال مغناطيسي خارجي وبأتجاه المتجه >011< متجه ويعكس التمغنط لاليزوتروبي لمتجه التمغنط ومستم ار باتجاه حدود الحجيرة و ستكون الطاقة زياد نبيل صباح جميل مزهر نزهت عزيز عبود ولكنه للشبيكة الكلية ال متجه التمغنط فان ي ازل موازيا للحجيرة للمركبة عن سيدور العمودية -: E( E Ek H K1 co co H K1 co H co 4 co (3 حيث إن هي ال ازوية بين ومتجه المستوي > 011 <و أن ( هي المتجه المغناطيسي الذاتي للعينة و H هو شدة المجال المغناطيسي وهذه الطاقة هي أصغر ما يمكن عندما ( K K 1 = H co K co 1 (4 E K co co (6co 1 4 (5 أي أنه: وهنا ستكون قيمة ال ازوية هي التي تحدد قيمة H( الخارجي أن مبدأ القطب الحر و الذي يعمل في اإلط ارف البلورية سوف يقل بسبب تكون المعينة الثانوية و التي سنرمز لها بالرمزين p و q( ذات طاقة منخفضة عندما يكون متجه التمغنط وقد أوضح العالم نيل Nèel( موازيا تقريبا إلى الحجيرة نوع أن هذه ستكون p( وب ازوية قائمة على الحجيرة q( وكما موضح بالشكل d- 1 ( وعليه سيكون جدار الحجيرة ( q( موازيا للمجال المغناطيسي ويكون عموديا على الحجيرة ( العالقة التالية: p( وسيكون مقدار الطاقة للحجي ارت من النوع األخير حسب h and h p d 1 cot tan 4 1 K in H K K co co E p K K co co (1/ K co (6co 4 ( K co (1 co ( 3co and E q (9 1 ( K co (6co p q dq 1 ( d p in (1 co 1(7 1(6 وعليه ستكون األقطار النهائية للحجي ارت كما يلي : (8 والمناقشة : النتائج 70 العدد الرابع والستون/ 00

5 وعالقتها بمنحني الهسترة دراسة تركيب الحجيرات زياد نبيل صباح جميل مزهر نزهت عزيز عبود من خالل ما تقدم يمكننا إن نالحظ الفرق في نوعية المدروسة في البحث و التي تحمل نفس المعنى ومدى العالقة بين هذه و منحني الهسترة المغناطيسي حيث تختلف حجي ارت بلوخ عن حجي ارت نيل بكون األولى تتخذ اتجاها موازيا للمجال المغناطيسي المطبق و بصورة كاملة وقد أعطيت العالقة التي توضح توزيع هذه في العينة ومدى تعلق هذه الحركة بالمجال الخارجي المطبق أما في حجي ارت نيل Nèel( فانه وكما تقدم يمكننا إن نالحظ إن حركة جد ارن خالل العينة معرقل بسبب االشابة و العيوب البلورية في البلورة سيكون موضح في وكذلك الشكل رقم ( البياني الرسم E,X ( وعالقتها بعملية المغنطة و حركة وهذا الذي يوضح العالقة بين ومنحني الهسترة الموضح في الشكل رقم 3( الذي يوضح حلقة الهسترة 7( ومنحني الهسترة الشكل رقم ( يوضح العالقة بين شكل رقم 3( يمثل حلقة الهسترة مبسطة و عالقتها بعملية المغنطة و حركة وعند تسليط مجال مغناطيسي صغير فان حدود سوف تتحرك من النقطة a( إلى منطقة االت ازن و التي تعطى بالعالقة: E E H E H ( x / d ( العدد الرابع والستون/ 00

6 وعالقتها بمنحني الهسترة دراسة تركيب الحجيرات االستق ارر عالي و إن الحجيرة (عرض d حيث إن χ ( ولكن عند نقطة معينة مثل وأكبر من المقدار عالية للمقدار وان de ( ( / d dx de dx ولتكن ( النقاط المتقابلة النقطة ( C زياد نبيل صباح جميل مزهر نزهت عزيز عبود مقدار اإل ازحة التي تحركتها الحدود عن موضع de ( H سيتناقص المقدار ( (على الرغم من أن b( dx ولتوازن العينة ستتحرك الحدود إلى نقطة أخرى ذات قيمة و التي ستحقق المعادلة : de H dx d (11 a,b,c 4( الذي يمثل نقاط تقطع ب اركهاوس ستمثل على المنحني المغناطيسي و المتمثل بالرسم البياني رقم حيث إن النقاط 4( رقم الشكل a,b( يمثل نقاط تقطع ب اركهاوس هي نقاط مستمرة وغير قابلة لالنعكاس في حركة الحدود أما النقاط b,c فهي النقاط الغير مستمرة و التي تعرف بنقاط ( تقطع ب اركهاوس( ومع الزيادة المستقبلية في المجال فأن منطقة التوازن سوف تتحرك في المنحني x,e الشكل رقم 4( خلف النقطة لكن إذا انخفض مقدار المجال المغناطيسي الخارجي و التي سيكون فيها المجال المغناطيسي يساوي صف ار أي انه 0 النقطة C ( فان H( وكما موضح في المسار 700 العدد الرابع والستون/ 00 C d de dx = a( سيتم عكس في النقطة سوف يحدث األخر الطرف المعاكس إلى نقطة الصفر d و النقطة ( e وان نقاط ( وهنا سوف تتحرك الحدود إلى نقطة أخرى للتعادل وهي النقطة من نقطة الفقدان ولغرض العودة إلى التغير في انعكاس f في ( وبعد ذلك وعند تك ارر الزيادة في المجال في االتجاه ( نقطة األصل( سيتم وصول العينة إلى النقطة a( ستتكون حلقة هسترة صغيرة وفي هذه الحلقة ستتكون قوة القاهرية Coerciviety( 8( القاهرية التي تتكون هي المحصلة الناتجة من جمع القاهرية في مجمل العملية االستنتاجات : وفي هذه الحالة فان وعليه

7 إن وعالقتها بمنحني الهسترة دراسة تركيب الحجيرات زياد نبيل صباح جميل مزهر نزهت عزيز عبود السبب الرئيسي لد ارسة المواد الفيرومغناطيسية هو احتوائها على ما يعرف ب والتي تم التعرف أنواعها احد إلى في هذا البحث على أنها حجي ارت نيل Neel Domain هذه تحتوي على العزوم و التي تسيطر على عملية المغنطة من خالل احتواءها على العزوم التي تكون في اتجاه واحد خالل الجد ارن من األحيان الخارجية 01 µm( مثل Fe-P( 9( و التي تتحكم بحركة في المادة إلى و Fe-B وبعض حجم يبلغ كل البلورة ( وهذا الحجم السبائك من ذات النوع( ومن تنفصل هذه عن بعضها البعض من ويبلغ حجم هذه في اغلب غير متوقع األخير خالل ما تقدم يمكننا هي التي تتحكم بعملية في المواد الفيرومغناطيسية من خالل هذه حيث تكوين من خط أنها تتخذ االتجاه الذي يتخذه المجال الخارجي من خالل مجال مغناطيسي صغير في داخل المادة تتبع اقصر فإنها و بهذا خط أخر إلى ازوية إال أن نرى في بعض المواد إن االتجاه التي تتخذه حركة هذه باتجاه و من خالل ذلك تتغير الخطوط المادة إنحاء في التي كما ذكرنا سابقا فان المحور السهل في هذه الحالة هو المحور تمتد بين االتجاه السالب للمحور السيني x- تواجد سيقلل من الطاقة التي الخطوط الداخلية للمادة ولكن في المنطقة القريبة وجودة أمكانية الحركة التي توجد في داخل المادة أو نهاية إلى الصغيرة تكوين الجدار سيؤدي إلى سيؤدي حدود العينة إلى صرف طاقة والتركيب البلوري للمادة إن تكوين حجيرة أكثر و المحور الموجب x+( من الداخلية كما هو الحال في بلورة الحديد و <100> و كذلك ( وفي حالة كون الحجيرة -y و +y فان تصرف لمغنطة هذه العينة من خالل تقليل الجهد الالزم لتغير المدروسة أخرى الحافات فأن الحركة ستكون مقيدة بسبب عدم وذلك بسبب عدم وجود وحجم الحجيرة يقل بسبب وعليه سيؤدي بالتتابع وتتصرف المادة في هذه الحالة على لتكوين حجيرة واحدة ذات طاقة تستطيع من خاللها أوساط أن إلى اإلمكانية لدفع توليد الجدار المحيط بها الن تكوين حجي ارت أساس وبالتالي أكثر المواصفات الصفة المميزة في د ارسة المواد الفيرومغناطيسية هو استخدام هذه اإلمكانية 10,9( التسجيل و غيرها من المواد الحافظة للصفة تسجل المعلومات عليها استخدامها في إي 706 العدد الرابع والستون/ 00

8 وعالقتها بمنحني الهسترة دراسة تركيب الحجيرات زياد نبيل صباح جميل مزهر نزهت عزيز عبود المصادر: 1 د ارسة ديناميكية حدود باستخدام نظام الماتالب- أطروحة حسن تموز 006 أساسيات النظرية الكهرومغناطيسية ديمترملفورد ترجمة- ديحيى ماجستير سنار كاصد عبد الحميد الحاج علي جامعة الموصل دار الكتب للطباعة والنشر 1811( 3 robwn, WF "Magnetic Propertie in Ferromagnetic", North Holland, Amterdam,Wiley interceince, New York (196 4 Craik, D J and TEBBLE, RS" Magnetic Domain and Technique For Obervation", Englih Univerity Pre ( Dillon, JF,"Domain and domain wall",n GT Rado and Huhl (ed, Magnetim, Academic Pre, New York ( Kitel, C and Galt, J K," Ferromagnetic Domain theory " Solid State Phyic 3, Academic Pre, New York ( Standley, GKJ," Oxide Magnetic Material" Clarendon Pre Oxford(196 8 TEBBEL,RS and CRAK,DJ,"Magnetic Material Wiley interceince, New York ( DAAllwood, GXiongCCFaulkner, DAtkinon, DPetit, RPCowburn,"MagneticDomain- Logic",Science AAAS Magazine,Vol309, no5741, pp ,9september LuThoma,Maamitu,Hayahi,XinJiang,RaiMoriya,CharleRettner,StuartParkin," Reonant Amplification Of Magnetic Domain-Wall Motion By a Train Of Current Pule",Science AAASMagazine,Vol315,no5818,pp , 007 Theoratical Study of Magnetic Domain Structure and it Relation with hyteric curve Abtract : The tudy of magnetic domain i cognition by uing the implify analyzing and knowing the boundary condition for genei thi magnetic domain by pecification the value of energy which loe through the magnetization proce and explanation it,alo to tudy of the relation between thi magnetic domain and magnetic hyteric curve in exitence of external magnetic field on the ample 706 العدد الرابع والستون/ 00