滯後回線

滯後回線（hysteresis loop )，在周期性形變中，表示一次連續應力-應變狀態的封閉曲線。它表示在形變過程中，吸收能量與恢復時放出的能量之差，構成一個能量損耗圈。橡膠的滯後損耗圈是由橡膠的黏阻性質所造成的，因此它和橡膠的種類、硫化程度、配合劑等有關，也和變形的速度和溫度有關。

基本介紹

• 中文名：滯後回線
• 外文名：hysteresis loop
• 性質：連續應力-應變狀態的封閉曲線
• 特點：能量的損失等於迴路所包圍的面積

形成原理

由於材料的滯後現象，當材料在周期變形期間所產生的應力對應變(或它們的函式)的閉合曲線圖。其間能量的損失，其大小等於迴路所包圍的面積。例如，固體塑膠材料的應力-應變曲線；懸浮體等的液體材料的剪下應力-應變曲線都是很好的事例。由於材料的黏彈性，在材料的彈性極限內，加上一應力後再移去它，其應力、應變曲線的上升部分和下降部分並不一致，這是由於過程中的能量損耗所致。

鐵磁質的滯後回線

在鐵磁質的磁化過程中，磁化強度 M 隨外磁場 H的變化曲線是一條閉合曲線，如圖1，OS 是起始磁化曲 線，此後隨著外磁場 H 的增大，M 基本不 變化，說明鐵磁質達到飽和狀態 。如果將外磁場逐漸減小到零，這時M -H 曲線並不是沿SO 回到零，而是沿 SR 變化到R，MR 叫做剩餘磁化強度 。當外磁場反向逐漸增大，曲線由 R 變化到 C 時，才能使介質完全退磁，HC 叫做矯頑力 。介質退磁後，如果反方向的 H 值繼續增大，介質將沿相反的方向磁化(M <0)，直到飽和(曲線的CS′段)。此後若使反方向的 H 值減小到零，然後又沿正方向增加，介質的磁化狀態將沿 S′R′C′S 回到正向的飽和狀態 S 。當外磁場在正負兩個方向往復變化時，介質的磁化過程經歷著一個循環的過程，閉合曲線 SRCS′R′C′S 就是該鐵磁質的磁滯回線 。

滯後回線

鐵磁相變性質

把由曲線 SRCS′所描述的狀態稱為由鐵磁質構成的物理系統的一個穩定態，而由曲線 S′R′C′S 所描述的狀態是該物理系統的另一個穩定態，這樣它們就構成了這一物理系統的兩個穩定狀態，即雙穩態 。在一定溫度下，具有矩形磁滯回線的鐵磁性磁芯，當外磁場強度反轉時，若外磁場強度足夠大，磁化強度 M 的方向就反轉，從一個穩態突變到 M 的方向相反的另一個穩態，如圖 2，鐵磁質的這種雙穩態性質稱為鐵磁相變，它是實現各種開關器件的物理基礎 。

鐵磁相變圖

物理系統的滯後回線

物理系統雖然具有截然不同的結構 、機制，但卻表現出極其相同的共性 ：都能在由外部控制參量變化時而引起自身性質的循環變化，用關係曲線表示明顯出現相近的滯後回線(滯後環)，而這種滯後回線是與系統的兩個穩定狀態緊密相連的，顯示了物理系統的滯後回線與其雙穩態性質的內在必然聯繫 。這類物理系統在各種控制 、開關器件中有著重要的套用 。

循環變形銅單晶體的滯後回線形狀變化

作為基礎性的實驗研究，駐留滑移帶 (PSB) 在過去三十年中得到了普遍關注 。一般認為，單滑移取向銅單晶體的循環應力一應變 (CSS)曲線的平台區的存在與PSB的形成密切相關. 當晶體加工硬化到高於PSB 的臨界萌生應力時，PSB將在平台區應變幅范內形成。作為一種聯繫巨觀與微觀的有效工具，滯後回線形狀參數珠被許多研究者用於確定單滑移晶體的PSB萌生應力。一些研究者也考察了它在某些雙滑移和多滑移晶體， 甚至於雙晶體中的套用。作者的最近系統工作特彆強調了研究雙滑移及多滑移取向銅單晶體的循環形變行為的重要性。結果表明，位於標準取向三角形不同邊上的單晶體，以及位於同一邊上不同位置的單 晶體均具有明顯不同的循環形變行為為了進一 步探討雙滑移晶體的循環形變行為，對滯後回線形狀變化的測量對PSB的形成及PSB的萌生應力進行了系統研究。