磁各向异性

立方晶系
EA
K1
sin2
1 4
K1
K2
sin 2
2
K1
sin4
K2 4
sin2
2
sin6
立方晶系
z Ms(123)
[001]
[110]
x
几个特征方向的各向异性能:
[100]：1=1,2=0, 3=0
EA=0
[110]： 1 0,2 3 1/ 2 EA=K1/4
y
[111]：1 2 3 1/ 3 EA=K1/3+K2/27
磁化功
磁化曲线图
3、磁晶各向异性能
磁晶各向异性
定义：在铁磁体中沿不同方向使磁化强度达到饱
和所需的能量。
特点：在易磁化 轴上，磁晶各向异性能最小；
Ms与磁畴取向一致时最稳定. 4、磁晶各向异性常数（强弱）
K 1( Ms HdMs - Ms HdMs)
v O[111]
O[1]
∴ Fe： K>0， Ni： K<0 对于六角晶系：
Hdi=-Ni/0·Isi=-Ni/µ0·IsI
退磁能
Ed
1 2
IsHd
I
2 s
20
N
2
x1
N
y
2 2
N
2
z3
对x方向的细长针形：Nx=ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ,Ny=Nz=1/2
z
Ed
Is2
40
(22
32 )
Is2
40
(112 )
I
2 s
40
sin2
y
x
单轴各向异性表达式： EA=Kusin2 ,与Ed比较得
磁各向异性
磁性物理
讲解人 ：* 樱
目录
目录 Contents
1 序言 2 磁晶各向异性
3 感生磁各向异性
序言
1 序言
磁各向异性指物质的磁性随方向而变的现 象。主要表现：弱磁体的磁化率及铁磁体的磁 化曲线随磁化方向而变。磁各向异性来源于磁 晶体的各向异性。
自发磁化强度总是处于一个或几个特定方 向，该方向称为易轴。当施加外场时，磁化强 度才能从易轴方向转出，此现象称为磁晶各向 异性。
K3 sin6 K3 sin6 cos6
Ku2=1.44x105Jm-3
各向异性常数温度依赖性
温度影响
3 感生磁各向异性
磁场退火
无序 完全有序
方向有序
2 .形状各向异性
形状各向异性
样品是非球形，各个方向的退磁场不一样，导致各方向磁
性能量不一样。设样品在x,y,z方向的退磁场系数为Nx , Ny , Nz , 退磁场为
Ku
I
2 s
4 0
形状各向异性 对于薄板(xy面)，退磁场系数：Nz=1 ,Nx=Ny=0
Ed
I
2 s
20
32
I
2 s
20
cos2
Ku
I
2 s
20
z y
x
=0 ,垂直x-y面，能量最高； =/2 ,平行x-y 面时能量最低。因而面内磁化是最容易的方向。如 果Is比较小时，垂直和面内退磁能的差也比较小。
此外还有，轧制磁各向异性，光感生磁各向异性， 交换各向异性。
K 1( Ms HdMs - Ms HdMs)
v O[11]
O[1]
∴ Co： K>0
立方晶系磁晶各向异性
立方晶系中，由于高对称性存在很多 等效方向，沿着这些方向磁化时，磁晶 各向异性能的数值相等。从图中看到， 在位于八分之一单位球上的点A1、A2、 B1、B2、C1、C2所表示的方向上，各向异 性能数值均相等。各向异性能可用一个 简单的方法来表示：将各向异性能用含 1,2,3( 方向余弦 )的多项式展开。
Fe: K1=4.72x104Jm-3 K2=-0.075x104Jm-3
Ni: K1=-5.7x103Jm-3 K2=-2.3x103Jm-3
六角晶系磁晶各向异性
六角晶系
z C轴
Is
y
C面
x
y
°
°
° °
°
°
°
°
w
°° °°
x
C面
w
+2/6
EA Ku1 sin2 Ku2 sin4 Co: Ku1=4.53x105Jm-3
2 磁晶各向异性能理论
易轴 难轴
易磁化方向与难磁化方向:
易磁化方向在较弱的H下，磁化就很强甚至饱和。
易磁化轴与难磁化轴： Fe：易轴 [100]，难轴 [111] Ni：易轴 [111]，难轴 [100] Co：易轴 [0001]，难轴 [1010]
2、磁化功——铁磁体磁化时所需要的磁化能
W= Ms HdMs O