considerazioni critiche sulle teorie modellistiche dei cicli di isteresi dei materiali magnetici

Riassunto

L'Autore critica, alla luce dei più recenti risultati teorici e sperimentali sulla struttura dei materiali magnetici, le ipotesi che si ammettono valide in ogni teoria che, considerando i materiali magnetici schematizzabili secondo il modello di Ewing, tende a prevedere la forma dei cicli di isteresi. Osserva che la conoscenza della distribuzione dell'orientazione dei domini nello spazio è essenziale a questi fini. L'aver trascurato questo dato è causa degli insuccessi antichi e recenti di ogni interpretazione teorica della forma dei cicli. Riconosce che per individuare la distribuzione dell'orientazione dei domini nello spazio è necessario dare infiniti valori (uno per ogni direzione) del parametroI _s/I_r (overI _s=intensità di magnetizzazione di saturazione,I _r=intensità di magnetizzazione residua). Osserva che ogni teoria del ciclo di isteresi che si basa sul modello di Ewing senza supporre legami tra campo coercitivo ed intensità di magnetizzazione giunge ad una relazione del tipo (1)I/I _s=ϕ(H/H _c) (oveH _c è il campo coercitivo relativo ad ogni singolo dominio), relazione senz'altro verificata per i cicli rettangolari per i qualiI _s/I_r=1. Esamina sperimentalmente su quindici campioni diversi fino a che valori del rapportoI _s/I_r i cicli di saturazione relativi soddisfano ad una relazione del tipo (1), concludendo che essa è valida soltanto per i cicli che differiscono poco dalla forma rettangolare. Da questa esperienza si conclude che una teoria siffatta anche se valida è priva d'interesse pratico poichè per conoscere la disposizione dell'orientazione dei domini nello spazio e quindi la funzione ϕ della (1) occorre dare molti valori del parametroI _s/I_r (in astratto uno per ogni direzione) e quindi tanto vale dare senz'altro il ciclo di isteresi. Suggerisce alcune esperienze atte a stabilire se, supposta nota la distribuzione dell'orientazione dei domini nello spazio, ogni ciclo di qualsiasi materiale magnetico è rappresentabile mediante la (1) oppure no.

Summary

The Author discusses, through latest theoretical and experimental results regarding magnetic material structure, the hypotheses which act as first step in the theories which, considering magnetic materials from the Ewing's model viewpoint, try to provide hysteresis loop form. He points out that this needs knowledge of space distribution of preferred magnetisation direction in domains and that to have overseen this brought to failure many old and recent theories of hysteresis loop form. In order to have a through picture of space distribution of domain orientation it is necessary to give infinite (one for each direction) values of theI _s/I_r parameter, whereI _s=saturation intrinsic induction, andI _r=residual induction. Theories founding on Ewing's model and supposing no bond between cohercive force and intrinsic induction, come to a relation of this type (I)I/I _s=ϕ(H/H _c) (whereH _c is the single domain cohercive force); this relation obviously holds for rectangular loop whereI _r/I_s=1. Experimental results taken on fifteen samples of different materials were examined to obtain the limit ofI _s/I_r value for which loops can be expressed by formula (1); it has been found that it holds only for loops having no more than slight difference from rectangular form. The experience shows then that, even if such a theory would be sound, it is practically useless because, in order to have a full knowledge of space distribution of domain orientation and consequently of function ϕ, manyI _s/I_r values (theoretically one for each direction) are needed and this has no advantage over the complete hysteresis loop drawing. The Author suggests some experiences which could show if, with a given space distribution of domain orientation, the hysteresis loop can or cannot be represented by a relation similar to (1).