Barkhausen-ilmiö on äkillinen muutos ferromagneettisen aineen magnetisaatiossa (J) monotonisella , jatkuvalla muutoksella ulkoisissa olosuhteissa, mikä johtaa muutokseen materiaalin domeenirakenteessa [ 1 ] .
Vaikutus on nimetty saksalaisen fyysikon Heinrich Barkhausenin mukaan, joka löysi ja kuvasi sen vuonna 1919 [2] .
Vaikutuksen olemus on äkillinen muutos ferromagneettisen aineen magnetisoitumisessa (J) monotonisen ja jatkuvan ulkoisen vaikutuksen alaisena , jonka aikana materiaalin aluerakenne järjestyy uudelleen, esimerkiksi muuttuu kimmojännitykset, lämpötila tai magneettikentän voimakkuus (H).
Ilmiö johtuu erilaisista epähomogeenisuuksista, kuten vieraista inkluusioista, dislokaatioista , mekaanisista jäännösjännityksistä jne. Epähomogeenisuudet estävät magneettisen rakenteen uudelleenjärjestelyn, koska alueen raja muuttuu ulkoisten olosuhteiden muutosten myötä mm. magneettikentän voimakkuuden (H) kasvaessa kohtaa tällaisen epähomogeenisuuden ja pysähtyy tilapäisesti liikkeensä huolimatta H:n arvon jatkuvasta noususta. Kun H:n tietty lisätty arvo saavutetaan, alueen seinä nykivästi ylittää esteen, eteenpäin lisäämättä kenttää. Tällaisten esteiden vuoksi ferromagneetin magnetointikäyrällä on porrastettu luonne.
Barkhausen-ilmiö on yksi suorista todisteista ferromagneettien domeenirakenteesta, ja sen avulla voidaan tutkia niiden magnetointiprosesseja ja määrittää yksittäisten domeenien tilavuuksia ja tilavuuksien tilastollista jakautumista. Useimpien ferromagneettien alueen tilavuus on luokkaa 10 -6 -10 -9 cm 3 [3] .
Magneettisen ainetta rikkomattoman testauksen laitteistojen toiminta perustuu Barkhausen-ilmiön käyttöön . Niiden herkän elementin yleinen kaavio on esitetty kuvassa. Tällaisen laitteen avulla voit luotettavasti havaita epähomogeenisuudet (kuonahiukkaset, mikrohalkeamat jne.), jotka jo sisältyvät testattavaan materiaaliin tai jotka ovat syntyneet altistumisesta ulkoiselle ympäristölle (mekaaninen kuormitus, lämpötilan muutos jne.). Ensimmäisessä tapauksessa herkkä elementti on siirrettävä tasaisesti tutkittavan kohteen yli, toisessa tapauksessa se on kiinnitettävä pysyvästi valvottavalle alueelle [4] .
Hitaalla ferromagneettisen näytteen magnetoinnin kääntymisellä negatiivisesta saturaatiosta positiiviseksi kenttä, joka vastaa puolta laskurin laskemista Barkhausenin hyppyistä, vastaa pakkovoimaa ±0,01 Oe [5] tarkkuudella .
Altistuessaan heikoille magneettikentille (magnetointi jopa 0,1 saturaatioinduktioon asti ), magnetoinnin käänteinen tapahtuu yksityisissä hystereesisykleissä. Tässä tapauksessa hyppyjen lukumäärällä kentän kasvulla on luonne, joka on samanlainen kuin induktion riippuvuus magnetointikentästä, ja se on käytännössä lineaarinen joillekin ferromagneeteille. Tämän perusteella on mahdollista rakentaa herkkiä magnetometrejä , joiden herkkyyskynnys on 10 -5 Oe.
Näin ollen tämä menetelmä soveltuu virtojen mittaamiseen, jos mitatun virran synnyttämä kenttä uudelleenmagnetoi ferromagneettisen ytimen [5] .