Остаточная намагниченность или остаточный магнетизм — это намагниченность, оставшаяся в ферромагнитном материале (например, железе ) после удаления внешнего магнитного поля . [1] В разговорной речи, когда магнит «намагничивается», он имеет остаточную намагниченность. [2] Остаточная намагниченность магнитных материалов обеспечивает магнитную память в магнитных запоминающих устройствах и используется в качестве источника информации о прошлом магнитного поля Земли в палеомагнетизме . Слово «остаточная намагниченность» происходит от remanent + -ence, что означает «то, что остается». [3] Истоки остаточной намагниченности берут свое начало в какой-то момент после 1850 года. [4]
Эквивалентный термин остаточная намагниченность обычно используется в инженерных приложениях. В трансформаторах , электродвигателях и генераторах большая остаточная намагниченность нежелательна (см. также электротехническая сталь ), поскольку она является нежелательным загрязнением, например, намагниченность, остающаяся в электромагните после отключения тока в катушке. Там, где она нежелательна, ее можно удалить путем размагничивания .
Иногда термин «удерживающая способность» используется для обозначения остаточной намагниченности, измеряемой в единицах плотности магнитного потока . [5]
Определение остаточной намагниченности по умолчанию — это намагниченность, остающаяся в нулевом поле после приложения большого магнитного поля (достаточного для достижения насыщения ). [1] Эффект петли магнитного гистерезиса измеряется с помощью таких приборов, как вибрационный магнитометр ; а пересечение нулевого поля является мерой остаточной намагниченности. В физике эта мера преобразуется в среднюю намагниченность (общий магнитный момент, деленный на объем образца) и обозначается в уравнениях как M r . Если ее необходимо отличать от других видов остаточной намагниченности, то ее называют остаточной намагниченностью насыщения или изотермической остаточной намагниченностью насыщения (SIRM) и обозначают как M rs .
В инженерных приложениях остаточная намагниченность часто измеряется с помощью анализатора BH , который измеряет реакцию на переменное магнитное поле (как на рис. 1). Это представлено плотностью потока B r . Это значение остаточной намагниченности является одним из важнейших параметров, характеризующих постоянные магниты ; оно измеряет самое сильное магнитное поле, которое они могут создать. Например, неодимовые магниты имеют остаточную намагниченность, приблизительно равную 1,3 Тесла .
Часто единичная мера остаточной намагниченности не дает адекватной информации о магните. Например, магнитные ленты содержат большое количество мелких магнитных частиц (см. магнитное хранение ), и эти частицы не идентичны. Магнитные минералы в горных породах могут иметь широкий спектр магнитных свойств (см. магнетизм горных пород ). Один из способов заглянуть внутрь этих материалов — добавить или вычесть небольшие приращения остаточной намагниченности. Один из способов сделать это — сначала размагнитить магнит в поле переменного тока, а затем применить поле H и удалить его. Эта остаточная намагниченность, обозначаемая M r ( H ), зависит от поля. [6] Она называется начальной остаточной намагниченностью [7] или изотермической остаточной намагниченностью (IRM) . [8]
Другой вид IRM может быть получен путем придания магниту сначала остаточной намагниченности насыщения в одном направлении, а затем приложения и удаления магнитного поля в противоположном направлении. [6] Это называется остаточной намагниченностью размагничивания или остаточной намагниченностью размагничивания постоянного тока и обозначается такими символами, как M d ( H ), где H — величина поля. [9] Еще один вид остаточной намагниченности может быть получен путем размагничивания остаточной намагниченности насыщения в поле переменного тока. Это называется остаточной намагниченностью размагничивания переменного тока или остаточной намагниченностью размагничивания переменного поля и обозначается такими символами, как M af ( H ).
Если частицы являются невзаимодействующими однодоменными частицами с одноосной анизотропией , то между остаточными намагничиваниями существуют простые линейные соотношения. [6]
Другой вид лабораторной остаточной намагниченности — безгистерезисная остаточная намагниченность или безгистерезисная остаточная намагниченность (ARM) . Она индуцируется путем воздействия на магнит большого переменного поля плюс малого постоянного поля смещения. Амплитуда переменного поля постепенно уменьшается до нуля, чтобы получить безгистерезисную намагниченность , а затем поле смещения удаляется, чтобы получить остаточную намагниченность. Безгистерезисная кривая намагничивания часто близка к среднему значению двух ветвей петли гистерезиса , [ 10] и в некоторых моделях предполагается, что она представляет собой состояние с самой низкой энергией для данного поля. [11] Существует несколько способов экспериментального измерения безгистерезисной кривой намагничивания, основанных на флюксметрах и размагничивании с постоянным смещением. [12] ARM также изучался из-за его сходства с процессом записи в некоторых технологиях магнитной записи [13] и с получением естественной остаточной намагниченности в горных породах. [14]