НОВЫЙ ПОДХОД К МОДЕЛИРОВАНИЮ МАГНИТНОГО ПОВЕДЕНИЯ СПЛАВА ГЕЙСЛЕРА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе рассматривается новый подход к моделированию магнитного поведения сплава Гейслера. Распределение намагниченности в образце находится из решения уравнения, определяющего результирующее направление вектора намагниченности. Это уравнение вытекает из уравнения Ландау–Лифшица–Гильберта, описывающего всю историю процесса. Поле размагничивания определяется через скалярный магнитный потенциал, используя уравнения магнитостатики. Этим уравнениям поставлены в соответствие вариационные уравнения, что во многих случаях позволяет снизить требования к гладкости искомого решения и очень удобно для численной реализации задачи. Предложен итерационный алгоритм последовательного уточнения намагниченности и потенциала. Проведено численное моделирование установившегося распределения намагниченности внутри двумерного образца, а также поля размагничивания как в объеме этого образца, так и в окружающем его пространстве при различных значениях внешнего магнитного поля.

Об авторах

Анатолий Алексеевич Роговой

Институт механики сплошных сред УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: rogovoy@icmm.ru
Россия, ул. Академика Королева, 1, Пермь, 614018

Ольга Серафимовна Столбова

Институт механики сплошных сред УрО РАН

Email: sos@icmm.ru
Россия, ул. Академика Королева, 1, Пермь, 614018

Список литературы

  1. Васильев А.Н., Бучельников В.Д., Такаги Т., Ховайло В.В., Эстрин Э.И. Ферромагнетики с памятью формы // Успехи физич. наук. 2003. Т. 173. № 6. С. 577–607. https://doi.org/10.3367/UFNr.0173.200306a.0577
  2. Bachaga T., Zhang J., Khitouni M., Sunol J.J. NiMn-based Heusler magnetic shape memory alloys: A review // Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2019. V. 103. P. 2761–2772. https://doi.org/10.1007/s00170-019-03534-3
  3. Kazaryan A., Wang Y. Development of magnetic domains in hard ferromagnetic thin films of polytwinned microstructure // J. Appl. Phys. 2002. V. 92 (12). P. 7408–7414. https://doi.org/10.1063/1.1522494
  4. Wan X.-P., Wang K., Weinan E. Simulations of 3-D domain wall structures in thin films // Disc. and Cont. Dyn. Syst. B. 2006. V. 6 (2). P. 373–389. https://doi.org/10.3934/dcdsb.2006.6.373
  5. Mennerich C., Wendler F., Jainta M., Nestler B. A phase-field model for the magnetic shape memory effect // Arch. Mech. 2011. V. 63. P. 549–571.
  6. Zhang J.X., Chen L.Q. Phase-field microelasticity theory and micromagnetic simulations of domain structures in giant magnetostrictive materials // Acta Mater. 2005. V. 53. P. 2845–2855. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2005.03.002
  7. Роговой А.А., Столбова О.С., Столбов О.В. Численное моделирование эволюции магнитной микроструктуры в сплавах Гейслера // ПМТФ. 2021. Т. 62. № 5. С. 195–207. https://doi.org/10.15372/PMTF20210519
  8. Rogovoy A.A., Stolbova O.S. Microstructural Modeling of the Magnetization Process in Ni2MnGa Alloy Polytwin Crystals // Magnetochemistry. 2022. V. 8. Paper No. 78. https://doi.org/10.3390/magnetochemistry8080078
  9. Rogovoy A.A., Stolbova O.S. An approach to describe the twinning and detwinning processes of the martensitic structure in ferromagnetic alloy with shape memory in magnetic and force fields // Mech. Adv. Mater. Struct. 2025. V. 32. No. 5. P. 794–814. https://doi.org/10.1080/15376494.2024.2355627
  10. Rogovoy A.A., Stolbova O.S. The relation for determining the resulting direction of the magnetization vector obtained from the Landau-Lifshitz-Gilbert equation // Phys. Met. Metal. 2025. V. 126. No. 8. P. 855–870. https://doi.org/10.1134/S0031918X25601155
  11. Brown W.F. Micromagnetics. Wiley. 1963. 273 p.
  12. Heczko O., Jurek K., Ullakko K. Magnetic properties and domain structure of magnetic shape memory Ni-Mn-Ga alloy // J. Magn. Magn. Mater. 2001. V. 226–230. P. 996–998. https://doi.org/10.1016/S0304-8853(00)01170-7
  13. Heczko O., Straka L. Temperature dependence and temperature limits of magnetic shape memory effect // Appl. Phys. 2003. V. 94 (11). P. 7139–7143. https://doi.org/10.1063/1.1626800
  14. Heczko O., Bradshaw V. Magnetic domain structure and magnetically-induced reorientation in Ni-Mn-Ga magnetic shape memory alloy // Acta Phys. Pol. A. 2017. V. 131 (4). P. 1063–1065. https://doi.org/10.12693/APhysPolA.131.1063
  15. Pardo E., Sanchez A., Chen D.X. Transverse demagnetizing factors of long rectangular bars. II. Numerical calculations for arbitrary susceptibility // J. Appl. Phys. 2002. V. 91. No. 8. P. 5260–5267. https://doi.org/10.1063/1.1459746

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).