빌라리 효과, 자기탄성 효과 — 자기왜곡의 역현상

빌라리 효과 이탈리아 물리학자의 이름을 딴 에밀리오 빌라리1865년에 이 현상을 발견한 사람. 자기 탄성 효과… 그것의 물리적 본질은 이러한 강자성체로 만들어진 샘플의 기계적 변형 중에 강자성체의 관련 자기 특성뿐만 아니라 투자율의 변화에 있습니다. 작업은 이 원칙을 기반으로 합니다. 자기 탄성 측정 변환기.

예를 들어, 봐 히스테리시스 루프 이러한 재료로 만들어진 기계적으로 응력이 가해진 시편에서 작동 조건 하의 퍼멀로이드 및 니켈. 따라서 니켈 샘플이 늘어나면 인장 응력이 증가함에 따라 히스테리시스 루프가 기울어집니다. 이것은 니켈이 더 많이 늘어날수록 자기 투자율이 낮아진다는 것을 의미합니다. 니켈의 인장 강도도 감소합니다. 그리고 퍼멀로이는 그 반대입니다.

퍼멀로이 샘플을 늘리면 히스테리시스 루프의 모양이 직사각형에 가까워지며, 이는 퍼멀로이의 자기 투자율이 늘어나는 동안 증가하고 잔류 인덕턴스도 증가함을 의미합니다. 응력이 인장에서 압축으로 변하면 자기 매개변수의 변화 부호도 역전됩니다.

변형된 강자성체의 Villari 효과가 나타나는 이유는 다음과 같다. 기계적 응력이 강자성체에 작용하면 도메인 구조가 변경됩니다. 즉, 도메인 경계가 이동하고 자화 벡터가 회전합니다. 이것은 전류로 코어를 자화시키는 것과 유사합니다. 이러한 프로세스의 방향이 같으면 자기 투자율이 증가하고 프로세스의 방향이 반대이면 감소합니다.

Villari 효과는 가역적이므로 이름이 역 자기 변형 효과… 직접 자기 변형의 효과는 적용된 자기장의 작용 하에서 강자성체의 변형으로 구성되며, 이는 또한 도메인 경계의 변위, 자기 모멘트 벡터의 회전으로 이어지고 결정 격자는 원래 위치에서 원자의 변위로 인해 노드의 평형 거리가 변경되어 물질의 에너지 상태가 변경됩니다. 결정 격자는 일부 샘플(철, 니켈, 코발트, 그 합금 등)의 경우 연신율이 0.01에 도달하도록 변형됩니다.

그래서, 자왜(magnetostriction) — 일부 강자성 금속 및 합금이 자화 동안 변형(수축 또는 팽창)하고 반대로 기계적 변형 동안 자화를 변경하는 특성.

이 현상은 교류 자기장의 작용 하에서 기계적 공진이 발생하는 자왜 공진기를 구현하는 데 사용됩니다. 자기 변형 공진기는 최대 100kHz 이상의 주파수에 대해 제조될 수 있으며, 이러한 주파수에서 초음파 등을 수신하기 위한 주파수 안정화(압전 석영과 유사)를 위한 다양한 응용 분야를 찾습니다.

자기탄성 효과의 관점에서 재료는 다음과 같은 매개변수로 특징지어질 수 있습니다. 자기탄성 자화율 계수... 물질의 상대적인 변형률 또는 적용된 기계적 응력에 대한 상대 투자율의 변화 비율로 정의되며, 길이의 상대적인 변화와 기계적 응력은 관련이 있기 때문에 훅의 법칙, 계수는 영률에 의해 서로 관련됩니다.

훅의 법칙과 영률