Магнитостри́кция (от магнит и лат. strictio - сжатие, натягивание), изменение размеров и формы кристаллического тела при намагничивании; вызывается изменением энергетического состояния кристаллической решётки в магнитном поле и, как следствие, расстояний между узлами решётки. Наибольшее значений магнитострикция достигает в ферро- и ферримагнетиках, в которых магнитные взаимодействия частиц особенно велики. Обратное по отношению к магнитострикции явление - Виллари эффект.
* * *
МАГНИТОСТРИКЦИЯ - МАГНИТОСТРИ́КЦИЯ (от магнит (см. МАГНИТ) и лат. strictio - сжатие, натягивание), изменение размеров и формы кристаллического тела при намагничивании. Магнитострикцию рассматривают как результат проявления основных типов взаимодействий в ферромагнитных телах: электрического обменного взаимодействия (см. ОБМЕННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ) и магнитного взаимодействия. В соответствии с этим возможны два вида различных по природе магнитострикционных деформаций кристаллической решетки (см. КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ РЕШЕТКА): за счет изменения магнитных сил (диполь-дипольных и спин-орбитальных) и за счет изменения обменных сил.
Различают линейную и спонтанную магнитострикцию.
Спонтанная магнитострикция - искажение кристаллической структуры, вызванное спонтанной намагниченностью. Возникает при переходе вещества из парамагнитного в ферромагнитное состояние в процессе охлаждения до температуры ниже точки Кюри (см. КЮРИ ТОЧКА).
Линейная (индуцированная) магнитострикция связана с искажениями кристаллической решетки под действием внешнего поля.
Магнитострикцию оценивают значением относительной деформации образца в направлении магнитного поля ДL/L. Численное значение коэффициента магнитострикции зависит от типа структуры, кристаллографического направления, напряженности магнитного поля и температуры. При этом линейная магнитострикция может быть как положительной, так и отрицательной, т.е. размеры образца могут как увеличиваться, так и уменьшаться. Относительную магнитострикционную деформацию, возникающую при магнитном насыщении образца, называют константой магнитострикции s. Константа магнитострикции уменьшается при нагревании ферромагнетика и обращается в нуль при температуре перехода вещества в парамагнитное состояние (точка Кюри (см. КЮРИ ТОЧКА)).
В большинстве ферромагнетиков (см. ФЕРРОМАГНЕТИК) относительная спонтанная деформация при температурах значительно ниже точки Кюри по порядку величины равна 10-5. Рентгенографические методы не всегда фиксируют такие малые искажения решетки. Однако в некоторых ферромагнетиках спонтанную деформацию домена можно заметить рентгенографически, например, в случае кобальтового феррита, где анизотропная спонтанная деформация достигает величины порядка 10-4. Особенно велика анизотропная спонтанная деформация решетки (порядка 10-3) у некоторых редкоземельных металлов (Tb, Dy, Ho, Er). Очень большая относительная линейная магнитострикция наблюдается при комнатной температуре в сплавах редкоземельных металлов с железом, например в TbFe2 (МАГНИТОСТРИКЦИЯ10-3). В слабых полях железо и никель имеют разный знак коэффициента магнитострикции. Это обстоятельство используется при получении железоникелевых сплавов типа пермаллой (см. ПЕРМАЛЛОЙ) с большой начальной магнитной проницаемостью. В пермаллоях с содержанием никеля МАГНИТОСТРИКЦИЯ80% коэффициенты магнитострикции вдоль всех основных кристаллографических направлений становятся близкими к нулю. Наибольших значений магнитострикция достигает в ферро- и ферримагнетиках, в которых магнитные взаимодействия частиц особенно велики. В антиферромагнетиках (см. АНТИФЕРРОМАГНЕТИК), парамагнетиках (см. ПАРАМАГНЕТИК) и диамагнетиках (см. ДИАМАГНЕТИК) магнитострикция очень мала. Обратное по отношению к магнитострикции. явление - изменение намагниченности ферромагнитного образца при деформации - называется магнитоупругим эффектом, иногда Виллари эффектом (см. ВИЛЛАРИ ЭФФЕКТ).
Изменение размеров ферромагнетика при намагничивании сопровождается появлением в нем внутренних напряжений и деформаций, которые препятствуют смещению доменных границ. Магнитострикция, как и кристаллографическая анизотропия, затрудняет процесс намагничивания ферромагнетика в слабых полях. Поэтому высокой магнитной проницаемостью обладают те магнитные материалы, у которых малы константы анизотропии и магнитострикции.
Магнитострикция относится к так называемым четным магнитным эффектам, так как она не зависит от знака магнитного поля.
Явление магнитострикции широко используется в технике при изготовлении различных приборов: магнитострикционных датчиков, преобразователей, резонаторов, ультразвуковых устройств фильтров и стабилизаторов частоты в радиотехнических устройствах, магнитострикционных линий задержки и т.д.