Эффект Баркгаузена


Эффе́кт Баркга́узена — скачкообразное изменение намагниченности (J) ферромагнитного вещества при монотонном, непрерывном изменении внешних условий, приводящих к изменению доменной структуры материала[1].

Суть эффекта — скачкообразное изменение намагниченности (J) ферромагнитного вещества при монотонном и непрерывном внешнем воздействии, при котором происходит перестройка доменной структуры материала, например, изменении упругих напряжений, температуры или напряжённости магнитного поля (H).

Явление обусловлено наличием различного рода неоднородностей, таких как, инородные включения, дислокации, остаточные механические напряжения и т. д. Неоднородности препятствуют перестройке магнитной структуры, так как граница домена, смещаясь с изменением внешних условий, например, с увеличением напряжённости магнитного поля (H), встречает такую неоднородность и временно приостанавливает своё движение, несмотря на продолжение роста значения H. При достижении некоторого увеличенного значения H, доменная стенка рывком преодолевает препятствие, продвигаясь уже без увеличения поля. Из-за подобных препятствий кривая намагничивания ферромагнетика и имеет ступенчатый характер.

Эффект Баркгаузена является одним из прямых доказательств доме́нной структуры ферромагнетиков, а его использование позволяет исследовать их процессы намагничивания и определять объёмы отдельных доменов и статистическое распределение объемова. Для большинства ферромагнетиков объём домена порядка 10-6—10-9 см3[3].

На использовании эффекта Баркгаузена основана работа установок магнитного метода неразрушающего контроля. Общая схема их чувствительного элемента показана на рисунке. Такое устройство позволяет уверенно выявлять неоднородности (частицы шлака, микротрещины и т. п.) уже содержащиеся в контролируемом материале, либо возникающие в процессе воздействия внешней среды (механическое нагружение, изменение температуры и т. п.). В первом случае, чувствительный элемент необходимо равномерно перемещать по исследуемому объекту, во втором, стационарно закрепить в контролируемой области[4].

При медленном перемагничивании ферромагнитного образца от отрицательного насыщения до положительного, поле, соответствующее половине подсчитанных счетчиком скачков Баркгаузена соответствует коэрцитивной силе с точностью до ±0,01 Э[5].