ヴィラーリ効果、磁気弾性効果 — 磁歪の逆現象

ビラーリ効果 イタリアの物理学者にちなんで名付けられました エミリオ・ヴィラーリ1865 年にこの現象を発見した人。この現象はとも呼ばれます。 磁気弾性効果…その物理的本質は、強磁性体で作られたサンプルの機械的変形中の強磁性体の透磁率の変化とそれに関連する磁気特性にあります。仕事はこの原則に基づいています 磁気弾性測定トランスデューサ。

たとえば、見てくださいヒステリシスループのパーマロイドとニッケルを、これらの材料で作られた機械的応力を加えた試験片上で動作条件下で測定します。したがって、ニッケルサンプルが伸びると、引張応力が増加するにつれて、ヒステリシスループが傾きます。これは、ニッケルが伸ばされるほど、透磁率が低下することを意味します。ニッケルの引張強さも低下します。そしてパーマロイはその逆です。

パーマロイサンプルを引き伸ばすと、そのヒステリシスループの形状は長方形に近づきます。これは、パーマロイの透磁率が引き伸ばし中に増加し、残留インダクタンスも増加することを意味します。応力が引張から圧縮に変化すると、磁気パラメータの変化の符号も反転します。

強磁性体の変形時にヴィラーリ効果が発現する理由は次のとおりです。機械的応力が強磁性体に作用すると、磁区構造が変化します。つまり、磁区境界が移動し、磁化ベクトルが回転します。これは、電流でコアを磁化することに似ています。これらのプロセスの方向が同じであれば透磁率は増加し、プロセスの方向が逆であれば透磁率は減少します。

ビラーリ効果は可逆的であるため、その名前が付けられています。 逆磁歪効果… 直接磁歪の効果は、強磁性体に加えられる磁場の作用下で強磁性体が変形することであり、これにより磁区境界の変位や磁気モーメントのベクトルの回転が起こり、結晶格子は物質のエネルギー状態は、原子が元の場所から移動することにより、節点の平衡距離が変化し、エネルギー状態が変化します。結晶格子が変形するため、一部のサンプル (鉄、ニッケル、コバルト、それらの合金など) では伸びが 0.01 に達します。

それで、 磁歪 — 一部の強磁性金属および合金が磁化中に変形 (収縮または膨張) し、逆に機械的変形中に磁化が変化する特性。

この現象は磁歪共振器を実装するために使用され、交流磁場の作用下で機械的共振が発生します。磁歪共振器は、最大 100 kHz、またはそれ以上の周波数で製造でき、これらの周波数では、超音波受信などの周波数安定化 (圧電水晶と同様) などのさまざまな用途に使用されます。

磁気弾性効果の観点から、材料は次のようなパラメータによって特徴付けることができます。 磁気弾性感受率係数… これは、物質の相対透磁率の変化と、その相対歪みまたは加えられた機械的応力との比として定義されます。また、長さの相対変化と機械的応力は関連しているため、 フックの法則の場合、係数はヤング率によって互いに関連付けられます。

フックの法則とヤング率