Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Численное моделирование доменной структуры процессов приобретения намагниченности субмикронных зерен магнетита горных пород Сычева, Наталия Константиновна

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Сычева, Наталия Константиновна. Численное моделирование доменной структуры процессов приобретения намагниченности субмикронных зерен магнетита горных пород : автореферат дис. ... кандидата физико-математических наук : 04.00.22.- Москва, 1998.- 22 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность темы. Магнитные свойства ферримагнитных зерен горных пород во многом определяются их доменной структурой (ДС), поэтому проблема теоретического и экспериментального исследования ДС является одной из центральных в магнетизме горных пород. В последние годы в этом отношении наблюдался существенный прогресс. Для больших многодоменных зерен он связан с развитием новой техники наблюдения ДС. Дія малых псевдооднодо.менных (ПОД) зерен субмикронного размера продвижение вперед особенно заметно в области теории в связи с возможностью компьютерного моделирования. Однако теоретические работы ограничивались рассмотрением лишь приближенных одно- или двумерных ДС, поэтому степень соответствия этих моделей реальным трехмерным структурам оставалась совершенно неясной. Широкое развитие малогабаритной вычислительной техники (микро-ЭВМ и персональных компьютеров) с высоким быстродействием и большим объемом памяти сделало возможным анализ более реалистичных физических моделей и проведение расчетов трехмерных ДС на основе строгих микромагнитных уравнений.

Изучение ДС и ее свойств - это только первый шаг к пониманию процессов, приводящих к образованию того или иного вида намагниченности. Термоостаточная (TRM) и химическая остаточная (CRM) намагниченности являются важнейшими видами естественной остаточной намагниченности изверженных горных пород. Однако в магнетизме горных пород пока нет ясного понимания как в вопросе соотношения друг с другом их величин, так и в вопросе стабильности по отношению к терморазмагничиванию даже в простейшем случае, когда носителями остаточной намагниченности выступают однодоменные (ОД) зерна, и в результате роста ОД зерен возникла кристаллизационная намагниченность - модель Хайга. Отсутствует и строгое решение проблемы влияния магнитостатического взаимодействия на процессы приобретения и стабильность по отношению к терморазмагничиванию TRM и CRM в ансамбле ОД зерен. Дело в том, что с теоретической точки зрения магнитостатически взаимодействующие системы случайно распределенных ОД зерен являются примером неупорядоченных систем типа «спиновых стекол». Теория среднего поля, применяемая обычно в анагогичных ситуациях в различного рода приложениях, не дает здесь удовлетворительных результатов, т.к. спиновые стекла не являются классической

термодинамической системой. Главным препятствием в эксперимент является невозможность получения образцов с известным] характеристиками взаимодействия вследствие кластеризации частиц. 1 связи с этим целесообразно пойти по пути математическог моделирования процессов образования TRM и CRM в ансамбле О) взаимодействующих зерен и проведения обширных численны экспериментов на современных быстродействующих компьютерах целью сравнения полученных результатов с экспериментальным данными, с одной стороны, и результатами теории среднего поля, другой стороны.

Законы Телье независимости и аддитивности парциальны термоостаточных намагниченностей (PTRM) имеют фундаментально значение при определениях палеонапряженности методом Телье и (ил* компонентном анализе палеонаправлений. Поэтому вопрос об и выполнении или нарушении в тех или иных условиях всегда привлека большое внимание специалистов по палеомагнетизму и магнетизм горных пород. Как показали теория и многочисленные эксперименть для МД и псевдооднодоменных (ПОД) зерен эти законы нарушаются Для невзаимодействующих ОД зерен эти законы справедливы, в т время как для взаимодействующих вопрос остается открытым как точки зрения теории, так и по результатам экспериментов. По это причине целесообразно провести численное моделирование процессе приобретения PTRM в ансамбле ОД взаимодействующих зерен.

Цели и задачи работы. Настоящая работа посвящен численному моделированию доменной структуры ПОД зерен магнетиі субмикронных размеров и процессов приобретения термоостаточной химической остаточной намагниченностей в ансамбле О взаимодействующих зерен.

Основные решаемые задачи: 1. Определение трехмерной ДС субмикронных зерен магнетита, частности, нахождение критического размера однодоменности величины спонтанного остаточного магнитного момента. 2.Численное моделирование процессов образования термоостаточной химической намагниченностей в ансамбле взаимодействующих О зерен. Сравнение свойств TRM и CRM, анализ справедливости законе Телье независимости и аддитивности PTRM для О взаимодействующих зерен по результатам моделирования.

5 В диссертации на защиту выносятся:

  1. Методика и результаты математического моделирования трехмерной ДС ПОД субмикронных зерен магнетита (размером 0.04-0.4 мкм) в зависимости от геометрической формы зерен и начального распределения вектора намагниченности.

  2. Методика и результаты моделирования методом Монте-Карло (методом численного статистического моделирования) процесса образования TRM и CRM в ансамбле взаимодействующих ОД зерен. Сравнительный анализ свойств TRM и CRM в ансамбле взаимодействующих ОД зерен по результатам моделирования. Анализ результатов численного эксперимента по проверке законов Телье независимости и аддитивности парциальных термоостаточных намагниченностей для взаимодействующих ОД зерен.

Научная новизна работы.

  1. Проанализирована трехмерная ДС субмикронных зерен магнетита в широком интервале размеров (0.04 -0.4) мкм на основе микромагнитных уравнений.

  2. Разработан алгоритм и проведено численное моделирование процессов образования TRM и CRM в ансамбле взаимодействующих ОД зерен методом Монте-Карло.

Практическая ценность работы определяется внесением ясности в проблемы метастабильности магнитных состояний и ДС субмикронных зерен магнетита, в вопрос о соотношении величин TRM и CRM и их стабильности по отношению к терморазмагничиванию в ансамбле взаимодействующих ОД зерен. Определен порог существования ОД состояния в зернах магнетита в зависимости от геометрической формы частиц и исходных начальных условий, подтверждено выполнение закона аддитивности Телье и обнаружено нарушение закона независимости Телье в ансамбле взаимодействующих ОД зерен.

Результаты настоящей работы обсуждались и докладывались на IV Всесоюзном съезде по геомагнетизму (Владимир-Суздаль, 1991), Всероссийском семинаре «Палеомагнетизм и магнетизм горных пород» (Борок. 1996).

Публикации. По теме диссертации опубликовано в соавторстве 7 работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения общим объемом 14$ страниц, включая 39 рисунков, 4 таблицы и список цитируемой литературы.

Автор глубоко признателен В.П.Щербакову, под чьих руководством выполнено настоящее исследование, и участниках Всероссийского семинара за советы и внимание к работе.