Θεωρητική Και Πειραματική Μελέτη Του Μαγνητικού Ιξώδους

Abstract

Η μελέτη του φαινομένου του μαγνητικού ιξώδους, δηλαδή της βραδείας χρονικής μεταβολής της μαγνήτισης υπό σταθερό πεδίο και σταθερή θερμοκρασία, αποτελούσε και αποτελεί έναν σταθερό, αλλά και δύσκολο, στόχο της έρευνας πάνω στα μαγνητικά υλικά. Η σύνδεση του φαινομένου με τις θεμελιώδεις ιδιότητες ενός υλικού, που του δίνουν το μαγνητικό του χαρακτήρα, είναι ένα τμήμα της επιστήμης των μαγνητικών υλικών που διερευνάται ακόμα. Για το σκοπό αυτό, αποτολμήθηκε στην εργασία αυτή η μελέτη του φαινομένου τόσο από θεωρητική, όσο και από πειραματική σκοπιά. Σκοπός ήταν, αφενός η εκτεταμένη μελέτη της ευρέως ακολουθούμενης πειραματικής μεθόδου για τη μέτρηση του φαινομένου, προκειμένου να βρεθούν πιθανοί τρόποι βελτίωσής της, αφετέρου η σύνδεση των θεωρητικά προβλεπόμενων φυσικών μεγεθών που χαρακτηρίζουν ένα μαγνητικό υλικό με αυτά που προκύπτουν από το πείραμα.Αρχικά, γίνεται μια πλήρης ανασκόπηση όλων των ερευνητικών προσπαθειών που επιχειρήθηκαν μέχρι σήμερα σχετικά με το μαγνητικό ιξώδες, και των αποτελεσμάτων στα οποία κατέληξαν. Στη συνέχεια, περιγράφεται η πειραματική διάταξη που χρησιμοποιήθηκε, καθώς και η πειραματική μεθοδολογία τόσο για το χαρακτηρισμό ενός μαγνητικού υλικού, όσο και για τη μέτρηση του μαγνητικού ιξώδους. Το μαγνητικό ιξώδες επηρεάζεται άμεσα από τις μικροδομικές ιδιότητες του υπό μελέτη υλικού. Για το λόγο αυτό, η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε υλικά που ανήκουν σε τρεις διαφορετικές οικογένειες μόνιμων μαγνητών: εξαγωνικό φερρίτη στροντίου με υποκαταστάσεις σπάνιας γαίας και κοβαλτίου (La0.2Sr0.8Co0.2Fe11.8O19), νεοδύμιο-σίδηρο-βόριο (Nd2Fe14B), και μια ένωση σαμαρίου-κοβαλτίου (Sm[Co0.74Fe0.1Cu0.12Zr0.04]8.5).Στα τρία αυτά υλικά ταυτοποιήθηκε αρχικά η χημική τους σύσταση, κατόπιν χαρακτηρίστηκαν ως προς τη δομή και τη μικροδομή τους, και στη συνέχεια ως προς τις μαγνητικές τους ιδιότητες. Μετά τον πλήρη χαρακτηρισμό τους, πραγματοποιήθηκαν και παρουσιάζονται οι μετρήσεις του μαγνητικού ιξώδους.Τέλος, περιγράφεται ένα θεωρητικό πρότυπο για το φαινόμενο του μαγνητικού ιξώδους, και επιχειρείται η αποτίμηση των πειραματικών αποτελεσμάτων με βάση το πρότυπο. Η συσχέτιση των αποτελεσμάτων αποκαλύπτει επιπλέον στοιχεία σχετικά με τους μηχανισμούς αντιστροφής της μαγνήτισης σε κάθε υλικό.Τελικά, φαίνεται πως αν η πειραματική διαδικασία ακολουθηθεί σωστά, η μέτρηση του μαγνητικού ιξώδους μπορεί να αποτελέσει ένα πρόσθετο εργαλείο στην προσπάθεια χαρακτηρισμού ενός μαγνητικού υλικού.