Anisotropia magnetica

Un anisotropia magnetica è presente quando le proprietà magnetiche di un sistema sono orientate lungo assi privilegiati. È il caso dei materiali ferromagnetici, dove la magnetizzazione segue direzioni privilegiate chiamate assi di facile magnetizzazione.

Nei materiali cristallini ci sono direzioni in cui è facile magnetizzare il cristallo (assi facili), e direzioni di magnetizzazione difficile, si parla di anisotropia magneto-cristallina. Allo stesso modo, l'interazione di dipolo tra tutti i momenti magnetici locali di un materiale a film sottile generalmente induce un asse di facile magnetizzazione e un asse difficile.

A questo si aggiungono effetti magneto-elastici dove la magnetizzazione viene modificata durante una deformazione meccanica del sistema. Inoltre, l'anisotropia magnetica varia con la temperatura praticamente in tutti i materiali. In generale, l'anisotropia si indebolisce all'aumentare della temperatura, con una diminuzione spesso più rapida di quella della magnetizzazione spontanea.

Energia anisotropa

L'energia anisotropica o magneto-cristallina esiste nei cristalli ferromagnetici, costringendo la magnetizzazione a seguire determinati assi cristallografici, chiamati assi di facile magnetizzazione.

Il termine principale di questa energia è scritto:

Ea=KuSionon2θ{\ displaystyle E_ {a} = K_ {u} sin ^ {2} \ theta}

{\ displaystyle E_ {a} = K_ {u} sin ^ {2} \ theta}

dove θ è l'angolo tra il vettore di magnetizzazione e l'asse di magnetizzazione facile e K u è la costante di anisotropia, misurata in Jm -3 .

{\ vec {M}}

I valori energetici variano tipicamente tra 1 Jm -3 e 10 MJ.m -3 .

Contesto per i materiali geologici

I ricercatori stanno misurando il tessuto magnetico dei materiali geologici in laboratorio . Lo scopo di questa misurazione è quello di caratterizzare lo stato di deformazione finita di rocce che hanno subito regimi di stress naturali, spesso invisibili ad occhio nudo. I massicci, i plutoni granitici e anche le formazioni sedimentarie studiate sono principalmente al di fuori delle catene montuose. La fabbrica magnetica permette in queste diverse zone di trovare i segni di deformazione quasi invisibili sull'affioramento: studio della deformazione interna delle rocce. Spesso è in un fragile contesto tettonico. L' anisotropia magnetica è veloce nell'acquisizione dei dati, sensibile e semplice da implementare. Una misura media dell'orientamento preferenziale di cento grani che può essere di tre tipi:

ferromagnetico : ematite , magnetite , solfuro di ferro , ecc. ;
paramagnetico : argilla , silicato …;
diamagnetico : calcite , quarzo ...

Misurate diverse anisotropie

L' anisotropia di suscettibilità magnetica misurata in campo basso o più comunemente ASM è il metodo più frequentemente utilizzato per misurare il tessuto magnetico delle rocce .
Anisotropia della rimanenza (AR) ottenuta da due misurazioni:
- Magnetizzazione residua isotermica (o ARI).
- Magnetizzazione rimanente anisteretica (o ARA).
L'errore sull'inclinazione magnetica sarà stimato dall'AR.

Un'elevata anisotropia intrinseca di diversi tipi di minerali ferromagnetici presenti nella roccia, inducono una deviazione della magnetizzazione residua naturale rispetto al campo magnetico terrestre .

Riepilogo di questi due metodi

Mentre l' anisotropia residua o AR consente l'accesso solo a specie di tipo ferromagnetico , l' anisotropia della suscettibilità magnetica media la distribuzione di tutte le specie ( diamagnetica , paramagnetica e infine ferromagnetica).

Attrezzature necessarie

Per ASM:

un ponte di impedenza Kappabridge tipo AGICO KLY3S

Per l'AR:

ARA: una bobina del sistema AGICOAMU-1 comprendente una bobina di campo alternato (campo massimo applicabile 100 n T ) accoppiata ad una bobina di campo diretto (da 0 a 200 nT );
una gabbia di Helmholtz che consente di superare il campo magnetico terrestre durante le misurazioni.

Significato dei diversi acronimi

ASM o anisotropia di suscettibilità magnetica
Anisotropia AR o Remanence
ARI o anisotropia residua isotermica
ARA o Anisotropy of Anhysteretic Remanence

Vedi anche

Collegamenti interni

Riferimenti

(a) STEPHEN BLUNDELL, Magnetism inCondensed Matter , Londra, Oxford University Press,2001, 251 p. ( ISBN 978-0-19-850592-1 , avviso BnF n o FRBNF37740970 ) , p. 6.7.2 Anisotropia magnetocristallina pp128-129
http://perso.neel.cnrs.fr/olivier.fruchart/slides/magn/magn-fruchart-lecturenotes2006.pdf
Coey, JM D. , Magnetismo e materiali magnetici , Cambridge University Press,2009( ISBN 978-0-511-68515-6 , 0511685157 e 9780521816144 , OCLC 664016090 , leggi online ) , p. 1.2.4 Anisotropia p.10

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