J.L. Snoek

Dispersion and absorption in magnetic ferrites at frequencies above one Mc/s

Abstract The phenomena of absorption and dispersion observed in magnetic ferrites at frequencies above one Mc/s are discussed making the assumption that at these frequencies no contribution to the magnetisation is made by the Bloch boundaries. For pure and unstrained polycrystalline aggregates of cubic crystals the following relation between the critical frequency ω0 and the initial susceptibility χ is found: ω 0·χ = 3 2 ƒgƒM , where g = e mc = 1.76.10 6 and M the magnetic moment per cm3. In deriving this equation the damping is assumed to be small. It is further shown that internal stresses tend to increase the losses at lower frequencies and make the rise in tan δ with frequency less steep. This is actually borne out by experiment.

Effect of small quantities of carbon and nitrogen on the elastic and plastic properties of iron

Zusammenfassung Die Erscheinung der elastischen Nachwirkung in reinem und technischem Eisen und in Eisenlegierungen wird diskutiert, insoweit sie durch die Anwesenheit von Stickstoff oder Kohlenstoff in fester Losung verursacht wird. Es stellt sich heraus, dass die elastische Nachwirkung in allen untersuchten Werkstoffen, soweit sie kubisch raum zentriert sind, anwesend ist und denselben Charakter zeigt. Die Nachwirkung wird bei den untersuchten Temperaturen hinreichend genau durch eine einzige Relaxationszeit τ beschrieben, welche identisch ist mit dem magnetisch ermittelten Werte. Bei Anderung der Messtemperatur wird ein Maximum in der Dampfung durchlaufen. Das obengesagte gilt aber nur fur ausgegluhte Proben. Wird die Probe kalt verformt, so verschwindet das erste Maximum und es taucht ein zweites auf bei hoheren Temperaturen. Dieses Maximum wird als “Gorski” Dampfung gedeutet. Fur das erste Maximum wird eine neue Deutung vorgeschlagen, welche von der fruher vorgeschlagenen nur wenig verschieden ist.

Time effects in magnetization

Zusammenfassung Es wird eine Theorie der langzeitlichen magnetischen Nachwirkung und der zeitlichen Desakkomodation entwickelt, welche die beiden Erscheinungen als Folgen derselben Tatsache auffasst, namlich einer elastischen Nachwirkung, welche in den Grenzflachen der Weis schen Gebiete, zufolge magnetostriktiver Spannungen, auftritt. Es wird gezeigt, dass diese Theorie zunachst alle bisher beobachteten Erscheinungen qualitativ zu erklaren vermag. Unter der Annahme, dass die elastische Nachwirkung, welche in den Grenzflachen auftritt, durch eine einzige Abklingungszeit T beschrieben werden kann, gelingt es, eine elementare mathematische Theorie zu entwickeln, in welcher die Reluktivititat γ = 1/μ die Hauptrolle spielt. Fur die zeitliche Desakkomodation wird abgeleitet: γ = γ0 + γ1 (1−et/T) eine Formel, welche fur einen gut untersuchten Fall vollauf bestatigt wird. Fur die Nachwirkung werden analoge Formeln entwickelt, welche sich aber von der obengegebenen dadurch unterscheiden, dass sie im Exponent eine andere Abklingungszeit T′ enthalten, welche mit T verbunden ist durch eine Beziehung der Form: T ′ = T γ 0 + γ 1 γ 0 . Der Umstand, dass die Grosse γ0 zwar im Mittel konstant ist, aber fur die einzelnen Weisschen Gebiete schwankt, bedingt, dass die fur die Nachwirkung abgeleiteten Formeln keine strenge Gultigkeit haben konnen. (Die Formel fur die Desakkomodation bleibt streng gultig, weil γ0 dort additiv in die Gleichung geht). Dennoch gelingt es, eine genauere Prufung auch der Theorie der Nachwirkung zu erhalten, indem gezeigt wird, dass die Grosse B aus der Beziehung T = Ce−B/θ, welche fur T angenommen wird, gleich gross ausfallt, wenn sie aus der Desakkomodation allein oder unter Zuhilfenahme der Nachwirkungserscheinung bestimmt wird.

Magnetic and electrical properties of the binary systems MO. Fe2O3

Zusammenfassung Die binaren Systeme MO. Fe 2 O 3 (wo M an Stelle von Eisen, Mangan, Kupfer, Nickel oder Magnesium steht) wurden mit magnetischen und elektrischen Methoden untersucht. Es kamen drei Methoden zur Anwendung zur Unterscheidung einer homogenen Phase von einem Zweiphasen-system. Die erste Methode beruht darauf, dass eine heterogene Phase gewohnlich durch einer erhohte Koerzitivkraft gekennzeichnet ist. Die zweite Methode benutzt die Bestimmung der Curiepunkte: in einer homogenen Phase verschiebt sich meistens der Curiepunkt bei Aanderung der Zusammensetzung, sodass ein Konstantbleiben dieses Punktes darauf hinweist, dass die Loslichkeitsgrenze uberschritten ist. Die dritte Methode die wohl als neu anzusehen ist, benutzt die Messung des Entmagnetisierungskoeffizienten aus der sogenannten idealen Kurve. Sehr geringe Mengen einer zweiten unmagnetischen Komponente sind in dieser Weise bequem nachweisbar. Diese Methode bietet grosse Vorteile, wenn die Entmischung infolge zu geringer Energiedifferenzen zwischen dem ubersattigten und dem entmischten Zustand nur sehr langsam verlauft (Nickelferrit, Magnesiumferrit). Jedoch darf man die Methode nicht in allzugrosser Nahe des Curiepunktes ( Manganferrit ) anwenden, da hier die Deutung der Messungen nicht zwingend ist. In allen untersuchten Fallen stimmten die Ergebnisse mit den Folgerungen uberein, die auf Grund von Rontgenuntersuchungen fur das Phasendiagram gezogen waren.

Magnetic aftereffect and chemical constitution

Zusammenfassung Im Anschluss an fruheren Untersuchungen uber die langzeitliche magnetische Nachwirkung und die zeitliche Desakkomodation wird uitgeteilt, dass reines Eisen die Erscheinungen nicht aufweist. Dagegen genugt ein Zusatz von ungefahr 0.01% an Kohlenstoff oder Stickstoff, um die Erscheinungen in uberaus starkem Masse hervorzurufen. Diese Tatsache fuhrt zur Aufstellung einer Diffusionstheorie der magnetischen Nachwirkung, welche eng anschliesst an eine Theorie, die von W. S. Gorski im Jahre 1935 fur die elastische Nachwirkung formuliert wurde. Es wird angenommen, dass Stickstoff und Kohlenstoff unter Einfluss von magnetostriktiven Spannungen in oder aus den Grenzwanden der Weissschen Bezirke diffundieren konnen. Die Aktivierungsenergie, welche fur diesen Vorgang massgebend ist, wird fur Kohlenstoff zu 8.900°K und fur Stickstoff zu 8.200°K bestimmt.

Tetragonal martensite and elastic after effect in iron

Zusammenfassung Es wird gezeigt, dass man unter Benutzung einiger plausibel erscheinenden Annahmen, die Grosse der elastischen Nachwirkung in Kohlenstoff enthaltendem Eisen aus den Gitterdimensionen des tetragonalen Martensits grossenordnungsmassig voraussagen kann.

Magnetic anisotropy phenomena in cold rolled nickel-iron

Zusammenfassung und kurzer Inhalt 1) Die an kaltgewalzten Nickeleisenblechen in Wurfellage beobachteten starken Anisotropie-Erscheinungen konnen weder durch innere Spannungen noch durch die naturliche Kristallanisotropie erklart werden. 2) Eine von G. Wassermann fur diese Legierungen angegebene geometrische Tetragonalitat kann, in der von diesem Autor gefundenen Grosse, die beobachtete Anisotropie-Erscheinung nicht erklaren. 3) Im ganzen flachenzentrierten Gebiete wird eine gute Fasertextur erhalten (Fig. 1). Die Walzanisotropie von Blechen in Wurfellage ist maximal bei 50% Nickel (Fig. 2). Fur reines Nickel ist der Effekt Null. 4) Eine Methode zur Ermittlung des sin 2ϑ und des sin 4ϑ Gliedes der Magnetisierungsenergie in der Walzebene aus den Schwingungszeiten im homogenen Magnetfelde wird angegeben. Besonders fur das sin 4ϑ Glied ist eine Extrapolation der Messungen nach H = ∞ unerlasslich. 5) Der sin 4ϑ Term in den kaltgewalzten und nachher bei 500–600°C erholten Blechen ist wenig verschieden. Er verhalt sich ungefahr wie aus der Kristalltextur erwartet werden muss. 6) Auch die Magnetostriktionskonstanten werden durch das Walzen nicht geandert. 7) Die Magnetostriktion in der Vorzugslage ist gering und nahert sich mit abnehmendem Fehler in der Textur ebenso wie der Hysteresisfaktor h 0 dem Werte Null, was theoretisch zu erwarten war. 8) Nach plastischem Reck um einige Prozente wird fur Blech in Wurfellage gefunden: Die auf der Reckrichtung senkrechte Richtung wird Vorzugsrichtung in der Walzebene (transversaler Anisotropie-Typus). Dies gilt anscheinend fur alle Reckrichtungen in der Wurfelebene. 9) Auch grosse Einkristalle ergeben beim Auswalzen den transversalen Typ der Anisotropie. 10) Wird dagegen Blech mit regelloser Kristallorientierung ausgewalzt, so tritt eine Anisotropie auf, die die Walzrichtung zur Vorzugsrichtung macht (Longitudinaler Typus). Dieser Effekt ist maximal bei ungefahr 76% Nickel. 11) An Blechen mit Wurfellage mit der Zusammensetzung 48% und 70% Nickel wird der Einfluss der Warmebehandlung des Ausgangsmaterials auf das Verhalten der gewalzten Bleche untersucht (Tabelle II). Durch die vorhergehende Ordnung wird die Walzanisotropie vergrossert. Besonders auffallend ist weiter, dass die Unterschiede der Kristallanisotropie durch das Walzen nicht zerstort werden. 12) Der Ordnungsvorgang bei FeNi 3 beeinflusst sicher die Anisotropie-Erscheinungen; eine Erklarung dafur liefert er bis jetzt nicht.

On the decarburization of steel and related questions

Zusammenfassung Die Entstehung der ferritischen Randschichten bei der Entkohlung von Stahl wird erklart durch die ausserordentlich hohe Diffusionsgeschwindigkeit des Kohlenstoffs in α Eisen. Diese Erscheinung, sowie die beobachtete sehr geringe Affinitat des Kohlenstoffes zu α Eisen, und die altbekannte Tatsache der sehr geringen Loslichkeit, werden unter einem einheitlichen Gesichtspunkt betrachtet. Die Analogie zwischen Kohlenstoff und Stickstoff, welche zuerst beim Studium der magnetischen Nachwirkungserscheinungen beobachtet wurde, setzt sich auf alle diese Gebiete fort. Auch das plastische Verhalten des Eisens wird auf ausserst charakteristischer Weise beeinflusst durch die Anwesenheit von entweder Kohlenstoff oder Stickstoff in sehr geringen Mengen.

Volume magnetostriction of iron and nickel

Zusammenfassung Zur einwandfreien Bestimmung der Volumenmagnetostriktion wurde ein Dilatometer aus Metall (Aluminium) gebildet, in welchem die thermische Dehnung des Versuchsstabes und der Fullflussigkeit zufolge des magnetokalorischen Effektes kompensiert wird durch die Dehnung des Dilatometers. Die Kompensation ist bei gegebenen Abmessungen der Apparatur nur bei einer bestimmten Temperatur, die aber leicht experimentell ermittelt werden kann, genau erfullt. Es wird darauf hingewiesen, dass das Verfahren auch bei anderen Temperaturen gebraucht werden kann, nur ist dann eine Messung der Aufwarmung infolge des magnetokalorischen Effektes, und eine nahere Eichung der Apparatur notwendig. An Reineisen, sowie an Reinnickel, wurden bei Zimmertemperatur genaue Messungen der Volumenmagnetostriktion ausgefuhrt, deren Resultate in Tabelle I und in Tabelle II erwahnt sind. Wie erwartet, bleibt die Neigung der ω∼ H Linie (ω= dV/V ) vondem Spannungszustand des Versuchsstabes nahezu unbeeinflusst. Dagegen treten grosse Parallelverschiebungen auf. Fur Nickel wird der Temperaturkoeffizient des Effektes innerhalb der Messfehler gleich null gefunden.

A mechanical counterpart to the Rayleigh law of ferromagnetic hysteresis

Zusammenfassung Die Amplitudenabhangigkeit der inneren Dampfung eines ausgegluhten Nickeldrahtes wurde gemessen. In Ubereinstimmung mit der Erwartung steigt die Dampfung linear mit der Amplitude an (Fig. 1). Dieser Anstieg verschwindet, so bald man den Draht dem Einfluss eines Magnetfeldes von 300 Oersted aussetzt. Der Hystereseteil der Dampfung ist ziemlich stark temperaturabhangig (Fig. 2).