Конференции ИВТ СО РАН

V Всероссийская конференция молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям с участием иностранных ученых

1-3 ноября, г. Новосибирск, Россия

Тезисы докладов

Вычислительная математика и математическое моделирование

Расчет намагниченности многослойной стохастической системы методом минимизации функционала свободной энергии

Ерёмин А.М.

Бийский педуниверситет (Бийск)

В настоящее время с помощью методов быстрого закаливания из жидкого состояния или методом конденсации из паровой фазы получен спектр новых высокодисперсных поликристаллических сплавов с уникальными свойствами. Среди них и сплавы высокоанизотропных магнетиков типа SmCo5, NdFeB, которые являются перспективными технологическими материалами для постоянных магнитов. Но для эффективного использования этих сплавов в качестве материалов для постоянных магнитов необходимо иметь чёткие представления о механизме их перемагничивания и характере домной структуры (ДС). Экспериментальные наблюдения ДС таких сплавов весьма затруднительны, поскольку образуется мелкодоменная структура, которую не удаётся наблюдать оптическими методами. А однозначная интерпретация электронно-микроскопических снимков ДС весьма затруднена. Поэтому представляется целесообразным численное моделирование характера распределения намагниченности и процессов перемагничивания таких сплавов в рамках теории микромагнетизма.

Целью настоящей работы является разработка методики численного моделирования процессов перемагничивания многослойной стохастической системы, представляющей одномерное приближение реальных поликристаллических сплавов.

Для аппроксимации свойств микрокристаллических магнетиков в рамках микромагнитного приближения нами использовалась модель многослойной стохастической системы, состоящей из 10 обменно-связанных слоёв одноосного магнетика, различающихся ориентацией осей лёгкого намагничивания (ОЛН). Последняя задаётся как случайным, так и вполне определённым образом в рамках модельных ограничений. Степень дисперсности в данном случае будет определяться толщиной слоёв. Смоделированная система может служить одномерным приближением дисперсных поликристаллических сплавов высокоанизотропных магнетиков, так как она учитывает стохастичность ориентации ОЛН, неоднородность намагниченности, локальный характер обменного взаимодействия.

Равновесное состояние магнетика во внешнем магнитном поле можно рассматривать как локальный минимум функционала свободной энергии, определённого на пространстве функций состояния в непрерывном случае (микромагнитный подход). Свободная энергия смоделированной системы строится из энергии обменного взаимодействия, одноосной анизотропии, намагниченности во внешнем поле и в собственных размагничивающихся полях.

Моделирование проводилось минимизацией энергии системы E в N-мерном пространстве обобщённых координат с помощью метода градиентного спуска. При этом выражение для энергии численно интегрировалось по формуле Симпсона. При построении петель гистерезиса в качестве начального приближения выбиралось однородно намагниченное состояние в достаточно большом поле. Затем при плавном уменьшении поля каждое предыдущее решение являлось начальным приближением для последующего.

Полученные при одномерном однооугловом приближении результаты могут претендовать лишь на качественное, в лучшем случае полуколичественное, описание процессов намагничивания и перемагничивания реальных сплавов.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии
Обратная связь

[Головная страница]
[Конференции]