Lực Kháng Từ – Wikipedia Tiếng Việt

Cơ chế tạo lực kháng từ liên quan đến cơ chế từ hóa và đảo từ của vật liệu, hay nói cách khác là liên quan đến sự thay đổi của cấu trúc từ và bị ảnh hưởng mạnh bởi cấu trúc hạt của vật liệu. Yếu tố lớn nhất chi phối lực kháng từ là dị hướng từ tinh thể và tùy từng loại vật liệu mà lực kháng từ có thể phụ thuộc khác nhau vào yếu tố này.

Trong các vật liệu có dị hướng từ yếu

Thông thường, đối với các vật liệu từ mềm (có dị hướng từ yếu), lực kháng từ tỉ lệ thuận với dị hướng từ tinh thể theo công thức:[1]

H c = p c × K M s {\displaystyle H_{c}=p_{c}\times {\frac {K}{M_{s}}}}  

với p c , K , M s {\displaystyle p_{c},K,M_{s}}   lần lượt là hệ số tỉ lệ, hằng số dị hướng từ tinh thể và từ độ bão hòa của vật liệu.

• Với các vật liệu từ mềm có kích thước hạt lớn

Đối với các vật liệu loại này (vật liệu truyền thống cổ điển có kích thước hạt lớn hơn kích thước vách đômen), lúc này, quá trình từ hóa và đảo từ thường bị ảnh hưởng bởi quá trình hãm dịch chuyển vách đômen do biên hạt nên lực kháng từ sẽ tỉ lệ nghịch với kích thước hạt theo công thức:[2]

H c = p c × A × K 1 M s × D {\displaystyle H_{c}=p_{c}\times {\frac {\sqrt {A\times K_{1}}}{M_{s}\times D}}}  

với A {\displaystyle A}   là hằng số trao đổi, D {\displaystyle D}   là kích thước hạt trung bình.

• Với các vật liệu từ mềm có kích thước hạt mịn

Là các vật liệu từ mềm có cấu trúc nano, với kích thước hạt nhỏ hơn chiều dài tương tác trao đổi sắt từ, dị hướng từ tinh thể bị trung bình hóa, và lực kháng từ lại thay đổi:[1]

H c = p c × K 1 4 × D 6 M s × A 3 {\displaystyle H_{c}=p_{c}\times {\frac {K_{1}^{4}\times D^{6}}{M_{s}\times A^{3}}}}  

Trong các vật liệu từ có dị hướng từ mạnh

Trong các vật liệu có dị hướng từ lớn, lực kháng từ thay đổi rất phức tạp, và phụ thuộc tổng quát theo hàm số:[3]

H c = α × γ μ 0 M s v a 1 / 3 − N e f f × M s − 25 S v {\displaystyle H_{c}=\alpha \times {\frac {\gamma }{\mu _{0}M_{s}v_{a}^{1/3}}}-N_{eff}\times M_{s}-25S_{v}}  

Ở đây, α {\displaystyle \alpha }   là hệ số phức, γ {\displaystyle \gamma }   là năng lượng vách đômen, v a {\displaystyle v_{a}}   là thể tích kích hoạt nhiệt và S v {\displaystyle S_{v}}   là hệ số nhớt từ của vật liệu; còn N e f f {\displaystyle N_{eff}}   là thừa số khử từ hiệu dụng.

Đối với các vật liệu từ có cấu trúc đơn đômen, cấu trúc đơn đômen là cấu trúc không có vách đômen nên không có các quá trình dịch chuyển vách hay hãm các vách đômen trong quá trình từ hóa. Vì thế, quá trình từ hóa và khử từ trong vật từ có cấu trúc đơn đômen là quá trình quay kết hợp các mômen từ. Vì thế, lực kháng từ tạo ra là do đóng góp bởi 3 yếu tố dị hướng: dị hướng từ tinh thể, dị hướng từ hình dạng và dị hướng từ do sự bất đồng nhất cấu trúc:[4]

với K 1 {\displaystyle K_{1}}   là hằng số dị hướng từ tinh thể bậc một; N 1 , N 2 {\displaystyle N_{1},N_{2}}   là thừa số khử từ đo theo 2 phương khác nhau; λ s , τ {\displaystyle \lambda _{s},\tau }   lần lượt là từ giảo bão hòa và ứng suất nội; a , b , c {\displaystyle a,b,c}   là các hệ số phần trăm đóng góp của từng số hạng.