Что такое ферромагнетики: это 📕 что такое ФЕРРОМАГНЕТИЗМ

Ферромагнетики и их свойства

ну что ж мы рассмотрели диамагнетики и пара магнитики а теперь давайте займемся ферромагнетика my тема урока объяснения свойств ферромагнетиков фирма объяснения свойства ферромагнетиков объяснение свойств ферромагнетиков домашнее задание у нас уже записано но прежде чем свойства объяснять нужно с ними познакомиться оказывается что свойства ферромагнетиков не только в том что они колоссально усиливают магнитное поле своим присутствием но магнитное поле создаваемая ферромагнетика сложным образом зависит от намагничивающего поля чтобы исследовать ферромагнетики сам фарадей да и вот например на физическом практикуме на физфаке любого университета есть такое устройство катушка выполненная в виде кольца тороид тороидальный сердечник сделан из ферромагнетика на него намотан в один слой провод равномерно вот так я не буду показывать всю катушку вот и через эту катушку пропускают электрический ток в этой катушке возникает магнитное поле как она у нас направлена по правилу буравчика вот так значит она направлена вот так и линии магнитного поля внутри направлены вот так модуль вектора магнитной индукции везде одинаковый то есть это как бы однородное поле модуль одинаковы только направление разные в результате этого ферромагнитный сердечник оказывается намагничен и если немножечко постараться то можно измерить модуль вектора магнитной индукции внутри этого тороидального сердечника для этого даже не надо внутри ничего помещать есть особые методы но мы сейчас с ними не будем знакомиться и если мы с вами построим график зависимости магнитной индукции в сердечнике от магнитной индукции поля создаваемого током b 0 а то мы обнаружим следующие магнитной индукции меняется весьма сложным образом вот так масштабы вот это примерно 1 тесла а вот это примерно 10 в минус 3 тесла то здесь по осям разные масштабы отложены отсюда мы делаем вывод что вещество ферромагнетика примерно в тысячу раз увеличивает магнитное поле то есть магнитная проницаемость порядка тысячи но получается что магнитная проницаемость зависит от намагничивающего поля ведь что такое магнитная проницаемость мяу равняется b делить на b 0 если мы возьмем например вот такое значение вектора магнитной индукции намагничивающего поля то вот это будет b 0 а вот это будет b отношения этих двух величин геометрически это будет тангенс угла наклона вот этого равняется тангенс альфа ну конечно надо брать только не в сантиметрах расстояния а в тех единицах которые тут отложен и что мы с вами видим если взять приложить линейку то мы видим что в начале тангенс альфа маленькие когда поля маленькие потом магнитная проницаемость растет вот в этой точке при индукции порядка одного тесла у нас так случайно получилось магнитная проницаемость максимально потому что наклон самый большой а потом магнитная проницаемость начинает уменьшаться то есть получается что у ферромагнетиков не зависит от b 0 непостоянная магнитная проницаемость и существует такое намагничивающей поле b 0 при котором магнитная проницаемость проходит через максимум дальше оказывается что при больших намагничивающей полях магнитное поле перестает расти ты создаешь пропуская все больший и больший ток все более более сильное намагничивающего магнитное поле сердечник этому относятся уже неблагодарно наблюдается выход на насыщение это называется магнитное насыщением значит первое свойство мяу гораздо больше единицы второе свойства ферромагнетиков магнитная проницаемость зависит от поля намагничивающего и третье существует магнитное насыщение магнитное насыщение вот я поставлю стрелку здесь и запишу и напишу магнитное насыщение насыщение магнитное насыщение и это еще не все оказывается ферромагнетики ведут себя еще сложнее чем здесь нарисована давайте мы сейчас с вами возьмем сфера magnetic будем его намагничивать а потом будем пытаться его перри магнитить изменяя величину и направление намагничивающего поля тогда нам график придется построить уже в 4 координатных в 4 квадрантах здесь у нас будет b здесь у нас будет b 0 а сейчас я нарисую график тот который нарисован здесь вот этот кусочек я его нарисую пунктиром вот вот так мы намагничивает ферромагнетика а теперь попробуем его размагнитить для этого будем уменьшать ток который мы пропускаем здесь и таким образом уменьшать поле b 0 как себя поведет ферромагнетика он себя поведет не так как кажется на первый взгляд на первый взгляд кажется что мы должны пройти по этому же графику обратно к нулю и когда намагничивающей поле исчезнет исчезнет и намагниченность самого ферромагнетика не тут то было вот что получается когда внешнее поле исчезает ферромагнетика остается намагниченным и если вы хотите размагнитить его то вам нужно создать поле направленные в противоположную сторону вот так а если вы захотите намагнитить его в противоположном направлении получить вот такой же результат то оказывается что картина будет выглядеть вот так если теперь вы будете менять намагничивающей поле опять в сторону увеличения то картина будет следующая получается вот такая петля то есть мы можем сказать что намагниченность ферромагнетика запаздывает поле б запаздывает за изменениями поля b 0 запаздывание это называется гистерезис гис т. р. зис а то что здесь получилось называется петля гистерезиса петля стр зевса и вот на этой петли можно выделить две величины вот эта величина какой и физический смысл это магнитная индукция которая остается в ферромагнетики после того как намагничивающей поле исчезла то есть после того как вы перестали пропускать ток через катушку создающие поле эта величина обозначаются б с индексом р и называется остаточная индукция без индексом эра остаточной индукции если вы хотите уничтожить магнитное поле создаваемая ферромагнетиков вам надо создать противоположно направленное поле индукция которого обозначается б нулевое с индексом ц.б. нулевое с индексом c тут она у нас с минусом называется коэрцитивной силы крц тивная сила это никакая не сила это на самом деле магнитная индукция она так исторически сложилось здесь соответственно плюс коэрцитивной силы b 0 c а здесь минус b с индексом р-р крест остаток остаточной индукции вот такими двумя характеристиками описывается петля гистерезиса у разных ферромагнетиков форма петли гистерезиса разное это обобщенное петля гистерезиса но есть ферромагнетики с большой коэрцитивной силой и с большой остаточной индукции как вы думаете где их можно использовать это ферромагнетики на магните в которые вы будете получать уже при отсутствии внешнего поля большое магнитное поле за счет самого ферромагнетика постоянные магниты постоянные магниты используют ферромагнетики с широкой петлей гистерезиса то есть она должна иметь вот такую форму большая остаточная индукция и большая к rct ох и большая коэрцитивной силы b&b нулевое такие ферромагнетики называются жесткие фирмы магнитики жесткие ферромагнетики к ним относятся закаленная сталь к ним относятся сплав который называется all ника почему он так называется это сплав алюминий плюс никель плюс кобальт к ним относятся сплав могли к магниту магний плюс микель плюс кобальт эти сплавы использовались в шестидесятые семидесятые годы для изготовления постоянных магнитов а сейчас очень сильные магниты но не сейчас скажем так 80-е и 90-е двухтысячные это кобальт самаре его и магниты то есть это магниты кобальт самаре вы это вещество самаре кобальт пять и наконец последнее слово в технологии жестких ферромагнетиков это не один sferum bar неодимовые магниты ни один ferum сбор вот это самые сильные магниты постоянно на сегодняшний день их научились делать вот те магниты которые я вам показывал на предыдущих уроках маленький вот этот вот с черепом это как раз неодимовый магнит но бывают и другие ферромагнетики которые легко перемагничивания где их нужно использовать там где нужно чтобы при выключении электрического тока магнитное поле исчезла но при включении электрического тока она была достаточно сильным в электромагнит электромагнит и реле электромагнитные дальше устройство который мы будем изучать в 11 классе используют явление электромагнитной индукции трансформаторы там магнитное поле должно легко меняться трансформатор и других устройствах например в звукозаписывающей и звуковоспроизводящей аппаратуре в магнитофонах используются головки записывающие воспроизводящие там нужно использовать легко перемагничивание ся ферромагнетики какая у них должна быть петля гистерезиса у них должна быть маленькая коэрцитивной силы и маленькая остаточная индукция то есть петля должна ютиться вот здесь вот в районе начала координат она должна быть узенькая то есть иметь вот такую форму такие ферромагнетики называются мягкие ферромагнетики мягкие ферромагнетики к ним относятся отожженная сталь то есть не закаленное чистое железо чистое железо отожженная сталь есть еще замечательный ферромагнетика мягкий называется pure малой пир малой это сплав никеля и железа купер малая тоже очень узкая петля гистерезиса давайте только на осях покажем величины b&b 0 вот какие существуют ферромагнетики и какими богатейшими свойствами они обладают теперь попытаемся все это объяснить опять таки будем опираться на гипотезу ампера согласно которой магнитные свойства вещества обусловлены циркулирующими внутри вещества микроскопическими токами но оказывается что ферромагнетизма объясняется не орбитальным движением электронов оказывается орбитальное движение здесь практически не причем оказывается электрон сам по себе даже в одиночестве без всякого ядра вокруг которого он мог бы кружить создавая круговой ток электрон сам по себе создает вокруг себя магнитное поле почему оказывается электрон обладает собственным моментом импульса то есть он как бы вращается вокруг своей оси правда если вы попытаетесь рассчитать магнитное поле электрона считая что он вращается вокруг своей оси как будто земной шар то оказывается что на экваторе электрона скорость должна быть линейная скорость на экваторе электроны должна быть больше скорости света чего быть не может просто вот это собственное магнитное поле и собственный механически момент импульса электрона это явление квантовые она связана во-первых с законами микромира во вторых она связана с конечностью скорости света оказывается еслиб скорость света в вакууме было бесконечно большой вообще не было бы магнетизма существовало бы только электростатика и жизнь была бы гораздо скучнее а физика проще вот это собственное вращение электрона вокруг своей оси называется spin если мы представим себе что электрон вращается вокруг своей оси и вокруг вот этой например оси то учитывая то что он заряжен по экватору цирку циркулирует электрический ток электрон заряжен отрицательно значит ток этот циркулирует вот так и магнитное поле создаваемый электрон вот обозначенного б. с. спиновая магнитное поле должно быть направлена вот так удивительно то что по порядку величины это поле такое же как орбитальная то есть она отвечает за процессы в тех же масштабах что и орбитальное магнитное поле но этого мало оказывается из-за того что электроны неразличимой то есть все на свете электроны абсолютно идентичны если вы их поменяйте местами если вы обменяете в системе два электрона то новое состояние системы будет просто тождественно совпадать со старым это называется принцип тождественности так вот оказывается из принципа тождественности вытекает необъяснимой классической физики классической физикой эффект который называется обменное взаимодействие и оказывается что если спиновые магнитные поля двух электронов если два электрона расположены рядышком то энергетически выгодно чтобы их магнитные поля спиновые были ориентированы в одну сторону и вот в атомах ферромагнетиков есть несколько таких электронов у которых спиновая магнитное поля направлены в одну сторону орбитальное поле при этом может быть даже равно нулю но спи новое поле существует более того из-за обменного взаимодействия в кристаллической решетке электрон из соседних атомов тоже располагают свои спиновые магнитные поля параллельно то есть в веществе возникать макроскопические области в которых магнитные поля всех электронов направлены в одну сторону что значит макроскопически это значит их можно увидеть например в микроскоп такие области получили название домены магнитные домены домены ударение на букве я носит в веществе электроны соседних атомов разворачивают свои спиновые магнитные поля в одну сторону поэтому магнитное поле очень усиливается но с другой стороны завтра мы с вами научимся вычислять энергию магнитного поля стало быть если все больше и больше атомов в куске ферромагнетика разворачивают магнитные поля электронов в одну сторону то вокруг все больше и больше магнитное поле это энергетически невыгодно но обменное взаимодействие заставляет объединяться магнитные поля отдельных атомов вместе какой же компромисс оказывается что вещество начинает делиться на домены с разной ориентации магнитного поля в целом получается что если ферромагнетика не намагничен снаружи магнитного поля нет но внутри вот такие области с по-разному ориентированным направлением магнитного поля вот несколько доменов нарисуем в одном домене магнитное поле направлено вот так в другом вот так в третьем так в четвертом вот так в пятом вот так здесь вот так тут к примеру сюда а здесь например сюда без внешнего поля магнитные поля отдельных доменов в целом компенсируют друг друга размеры этих доменов порядка 0,01 миллиметра есть методы визуализации доменной структуры с помощью микроскопа это просто можно посмотреть а теперь поместим вот это вещество во внешнее магнитное поле давайте даже я перейду на эту сторону доски чтобы у меня был простой во внешнем поле пусть она направлена вот так что происходит оказывается происходит два процесса сначала начинают двигаться стенки доменов те домены которые ориентированы вдоль внешнего поля начинают расти за счет тех доменов которые ориентированных против внешнего поля значит вот этот домен он таскать имеет правильное направление магнитного поля совпадающие со внешним он станет большим он станет вот таким а этот домен оппозиционер он будет иметь меньший объем стенки доменов начинают двигаться и домены с ориентацией магнитного поля в направлении внешнего поля будут увеличиваться в объеме а домены оппозиционеры начнут уменьшаться но вот этот домен например допустим он немножко подрастет вот этот уменьшится ну я не буду в точности копировать то что происходит но в результате получается так домены с ориентацией магнитного поля против внешнего становятся меньше а домены с ориентацией магнитного поля по внешнему становится больше в объем для этого стенки доменов должны перемещаться чем-то напоминает движение дислокаций помните мы с вами изучали свойства твердого тела мы говорили о том что дислокации легко перемещаются если в кристалле отсутствуют точечные дефекты помните я еще сгибал листочек и говорил что дислокация напоминает движение складки по ковру складку легко перемещать но если на ковре есть какой-то дефект то перемещать дислокацию через это дефект становится сложно точно так же если в магнитном материале есть примеси то стенки доменов перемещаются с трудом а это значит что гистерезиса проявляется более ярко то есть у такого материала большая карта тивная сила и большая остаточная индукция поэтому сплавы а это материалы в которых много дефектов ведут себя как жесткие ферромагнетики в них движения доменных стенок затруднено если же мы магнитное поле увеличим очень сильно намагничивающей в сильном магнитном поле то это закончится тем что все домены у которых ориентация магнитного поля против внешнего воды на поле исчезнут останутся только домен с магнитным полем ориентированным вдоль внешне а если еще постараться то в этих доменах магнитный момент магнитные поля повернуться вдоль внешнего магнитного поля и весь ферромагнетика станет одним большим доменом и дальше увеличить магнитное поле этого ферромагнетика уже будет невозможно что это такое это магнитное насыщение магнитное насыщение вот почему ферромагнетики ведут себя так сложно и еще что заставляет внутри домена магнитные поля отдельных атомов ориентироваться параллельно я уже говорил это особое квантово-механическое явление которое называется обменное взаимодействие но существует ли какой-то фактор который сразу по ряда чивает эти магнитные поля как вы думаете есть что то что вносит хаос в систему атомов кулоновского взаимодействия тут не работает обменное взаимодействие хотя это и электрическая по своей природе но там свои законы нет ребята ну хорошо представьте себе что у меня есть хорошо вот коробочка в которой много магнитных стрелы давайте посмотрим на нее в близи сейчас сделаем так что не отражалось вот коробочка в которой много магнитных стрелок смотрите эти магнитные стрелки ориентированы по разному вот эти в эту сторону это сюда тут есть стрелки в основном ориентированы в эту сторону ну вот эти стрелки немножечко противоречат своим направлениям остальным это что напоминает это напоминает вот эту ситуацию даже я бы сказал почти вот эту а вот от этого перейти сюда можно очень легко смотрите вот так я внес сразу порядочнее фактически я сделал тоже самое что происходит при нагревании вещества и если теперь мы посмотрим на эту систему стрелок что мы увидим что порядка там по уменьшилась некоторые стрелки направлены в одну сторону некоторые в другую некоторые под углом 90 градусов а теперь возьмем магнит вот обычный магнит который я вам уже показывал и будем приближать магнитка ферромагнетика эта модель ферромагнетика стрелочки это домены приближаем смотрим что будет домен и начинают разворачиваться не все правда а некоторые по магнитному полю между прочим этому можно помочь заметили вот эта стрелка повернулась значит магниты нельзя бить при этом они размагничивается но правда их можно простукивать когда вы хотите их намагнитить мы для этого должно быть внешнее магнитное поле а теперь если я поднесу магнит совсем близко то все домены ориентировались по внешнему магнитному полю больше разворачивать ничего наступила магнитное насыщение вот модель такого ферромагнетика позволяет понять откуда берется магнитное насыщение но а если я не смотря на то что ферромагнетика находится вот этот ферромагнетика находится в магнитном поле буду его трясти я внесу разу порядочнее в магниты эти внесу а фактически что я делаю я увеличил температуру следовательно можно нагреть ферромагнетика до такой температуры что вот это взаимодействие обменная которая заставляет упорядочиваться магнитные поля отдельных атомов она будет подавлено хаосом теплового движения его что тогда превратится ферромагнетика он перестанет быть ферромагнетика и он станет пара магнитным материалом а температура при которой исчезают ферромагнитные свойства называется от температура пюре или . юри температура или . queue температура скобочках . пюре у разных материалов оно разное давайте запишем заготовим эту таблицу в сторонке запишем определение что же такое температура кюри а потом эту таблицу заполнив и так запишите пожалуйста температура при которой наблюдается разрушение доменной структуры ферромагнетика температура при которой наблюдается разрушение доменной структуры ферромагнетика называется температурой кюри пера тура при которой наблюдается разрушение доменной структуры ферромагнетика называется температурой кюри давайте приведем характерные температурой кюри для известных ферромагнетиков вещество температура пюре для наглядности в градусах цельсия самая известная ферромагнетика железа сферу температура киры семьсот семьдесят градусов цельсия это тёмнокрасным пера тура тёмно красного каления значит если гвоздь нагреть до красна он перестанет быть ферромагнетиков он станет пара магнитные материалы а здесь уже написано ну хорошо тогда знаете что вот это выглядит красиво а здесь я просто тогда сотру чтобы не дублировать вот это как-то более цельно выглядит никель у него температура кюри будет пониже 356 356 градусов цельсия кобальт у него температура query 1150 тысячу сто пятьдесят градусов c самая высокая есть материалы у которых температура кюри даже ниже комнатной они ведут себя как обычные пара магнитики но если их охладить там жидким азотом например вдруг они начинают проявлять ферромагнитные свойства я не помню что это за вещество но мне встречались в справочных материалах такие вещества если мы нагреем вещество до температуры выше температура query то доменная структура разрушается и она перестаёт так сильно увеличивать индукцию магнитного поля а если мы поместим его во внешнее магнитное поле например понесем к магниту она перестанет к нему так сильно притягиваться как скажем железные гвозди в этом можно убедиться с помощью простого опыта давайте возьмем магнит вот так возьмем обычную канцелярскую скрепку это скрепка сейчас на проволочке прикреплена и я поднесу ее поближе к магниту но не дам прикоснуться она натянула эту проволоку и держится чтобы вам было лучше видно сейчас мы это все покажем на экране покрупнее так вот смотрите вот полюс магнита вот скрипачка это нихромовая проволока она выдерживает довольно высокую температуру но она не является ферромагнетика а теперь берем газовую горелку и начинаем скрепку подогревать в пламени газовой горелки под этим газком и вот скрепка упала если дать немножко ей остыть она снова вас то на кой горячая она восстанавливает свои магнитные свойства вот пожалуйста снова нагреваем как только температура достигает температуры пюре если бы было темно мы бы увидели что а вот видно что она покраснела магнитные свойства ферромагнитные свойства исчезают когда-то у нас была никелевая пластина к сожалению она потерялась из неё мы сделали диск вот здесь у нас был подшипник здесь мы разместили свечку а рядом был магнит с температура келви никеля 356 градусов до этой температуры не килевую пластиночку можно нагреть свечой что получалось никель притягивается к магниту здесь он притягивается здесь он притягивается а тут температура выше температуры кюри значит здесь он не притягивается в результате он начинает вращаться медленно где-то один оборотов в минуту но такой двигатель работает была когда-то турнирная задача сделать такой двигатель где использовалась бы вот это явление исчезновения магнитных свойств при температуре выше температуры киви водкой двигатель работающий по принципу который только что мы с вами рассмотрели ферромагнетики используются очень широко уже понятно что они используются в электромагнитных трансформаторах и напоследок хочу остановиться о том что сейчас уже уходит в прошлое а это магнитная запись информации одно из применений ферромагнетиков магнитная запись информации на жесткий диск это магнитная запись уходит в прошлое ssd-диски сейчас используется так solid-state магнитная запись информации ну действительно только в цифровой техники вот жестких дисках используется сейчас пожалуй магнитная запись а в свое время звукозапись существовало тоже на магнитной ленте устройство магнитофона очень простое магнитная лента перемещается мимо трех головок ну в хороших профессиональных магнитофонов 3 головки в любительских в домашних там их 2 головка представляет собой электромагнит вот такой формы сердечника электромагнита а здесь обмотка такие головки в профессиональных магнитофонах должно быть 3 лента движется вправо рисуем третью головку обмотка этой головки куда они подключены эта головка стирающая с. г. стирающая головка эта головка записывающая головка а это воспроизводящая головка с стирающая zg записывающая а в г воспроизводящая головка на стирающей уголовку подается высокочастотное напряжение точнее пропускается высокочастотный ток от специального генератора стирания который имеет частоту от 30 до 150 кило герц он многократно перемагничивание магнитную ленту а сделана она либо дешевая лента ferum 2 o 3 а дорогая лента это хрома 2 и таким образом он размагничивать магнитную ленту на ней ничего не записано записывающая головка подключается к усилителю к выходу усилителя и здесь это переменное магнитное поле соответственно лента намагничивается то в одном направлении то в другом после этого здесь уже записанная информация записана если вы хотите просто записать что-то на этом можно остановиться но если вы хотите послушать то что вы записали вы можете записывающую головку и стирающей уголовку отключить лента проходить мимо воспроизводящие головки здесь в этой щели в зазоре между сердеч внутри сердечника воспроизводящей головки будут меняться магнитное поле магнитный поток явление электромагнитной индукции создать здесь и д. с. если и усилить и подключить к динамику вы услышите сигнал который ранее записали с помощью записывающей головки вот так работали когда-то магнитофон и потом видеомагнитофоны но сейчас этот принцип остается в жестких дисках правда там уже не нужно стирающие головки записывающая и воспроизводящая головка объединены в одну все на сегодня отдыхаем

Ферромагнетики — Энциклопедия по машиностроению XXL

Железные металлы — железо, кобальт, никель (так называемые ферромагнетики) и близкий к ним по свойствам мар-г кец. Кобальт, никель и марганец часто применяют как добавки к сплавам железа, а также в качестве основы для соот-  [c.15]

Приведенный вывод неприменим к диспергирующим средам, ферромагнетикам и сегнетоэлектрикам. Однако окончательное выражение (5.2) для вектора Умова — Пойнтинга верно и в этих случаях, а выражение для плотности электромагнитной энергии должно быть изменено.  [c.38]


Если в качестве среды взять намагниченный до насыщения ферромагнетик, то, как показал в 1936 г. Блох, при наличии у нейтрона магнитного момента должен наблюдаться дополнительный эффект за счет электромагнитного взаимодействия магнит-  [c.77]

Для измерения величины магнитного момента нейтрона между ферромагнетиками было приложено продольное однородное  

[c.79]

Так же, как в опыте с ферромагнетиком, нейтроны, падающие на магнитное зеркало, взаимодействуют с ним различным  [c.80]

Эффект от взаимодействия магнитных моментов нейтрона и электрона становится заметным только тогда, когда магнитные моменты всех электронов ориентированы одинаковым образом (в ферромагнетиках). В этом случае взаимодействие магнитных моментов нейтрона и электронов приводит к макроскопическому эффекту дополнительного рассеяния, изучение которого позволяет оценить магнитный момент нейтрона (см., 4, п. 5).  [c.239]

Продольная поляризация электронов р-распада может быть определена, например, измерением азимутальной асимметрии при рассеянии электронов на большие углы измерением круговой поляризации тормозного излучения в направлении спина движущегося электрона изучением аннигиляции позитронов на электронах с известным направлением спина (в ферромагнетиках).

[c.648]

При классификации магнетиков мы отметили, что к ферромагнетикам относят вещества, обладающие спонтанной намагниченностью, т. е. имеющие отличную от нуля намагниченность даже в отсутствие внешнего магнитного поля. Ферромагнетизм обнаруживают кристаллы только девяти химических элементов это три Зй -металла (Fe, Со, Ni) и шесть 4/-металлов (Gd, Dy, Tb, Но, Ег, Tm). Однако имеется огромное число ферромагнитных сплавов и химических соединений. Все эти вещества имеют различную кристаллическую структуру,.они отличаются значениями намагничен-  [c.332]

Единственным общим признаком для всех ферромагнетиков является наличие атомов с недостроенными ё- или /-оболочками. Эти атомы, как отмечалось выше, имеют не-скомпенсированный магнитный момент.  [c.333]

Таким образом, полное поле, действующее на атом в ферромагнетике  

[c.334]

Пусть S = 0. Для Г>0 уравнение (10.42) имеет решение 0 ферромагнетик ведет себя как обычный парамагнетик. При ТсО появляется еще одно решение Этот второй корень уравнения (10.42) можно найти графически (рис. 10.7). Результирующий магнитный момент единичного объема, т. е. намагниченность, стремится при Т- 0 К к значению  [c.334]

Если поле Вейсса действительно имеет магнитную природу, то оно должно быть очень большим. Энергия взаимодействия этого поля с магнитным моментом атома примерно равна средней тепловой энергии, приходящейся на один атом в точке Кюри (поскольку при 7=0 магнитный порядок разрушается). Для многих ферромагнетиков температура Кюри составляет несколько сотен или даже превышает тысячу кельвин. Таким образом,  [c.335]


Возбуждения значительно меньшей энергии образуются в том случае, когда все спины повертываются лишь частично. Такая спиновая волна схематически изображена на рис. 10.12. Из рисунка видно, что спиновые волны представляют собой колебания относительной ориентации спинов в кристалле. Они сходны с упругими волнами в кристалле (фононами).
Спиновые волны также квантованы. Квант энергии спиновой волны получил название магнон. При повышении температуры число магнонов возрастает, а результирующий магнитный момент ферромагнетика соответственно уменьшается. При малой плотности магнонов взаимодействие их друг с другом можно не учитывать и, следовательно, магноны можно считать идеальным газом. Газ магнонов, так же как и газ фононов, подчиняется. статистике Бозе — Эйнштейна. Если известны  [c.340]

Соотношение (10.49) называют законом Блоха. Измерения температурных зависимостей намагниченности ферромагнетиков подтверждают справедливость (10.49).  

[c.341]

Большинство ферримагнетиков относятся к ионным кристаллам и поэтому обладают низкой электропроводностью. В сочетании с хорошими магнитными свойствами (высокая магнитная проницаемость, большая намагниченность насыщения и т. д.) — это важное преимущество по сравнению с обычными ферромагнетиками. Именно это качество позволило использовать ферриты в технике сверхвысоких частот, где они произвели -целый переворот. Обычные ферромагнитные материалы, обладающие высокой проводимостью,  [c.342]

Вейсс предположил, что макроскопический образец ферромагнетика разбивается на множество доменов, каждый из которых намагничен до насыщения, но намагниченности отдельных доменов ориентированы различным образом. Намагниченность тела как целого представляет собой векторную сумму намагниченностей отдельных доменов. На рис. 10.17 изображены доменные структуры, соответствующие нулевой результирующей намагниченности.  

[c.343]

Рис. 10.18. Процесс намагничения ферромагнетика
Обменная энергия. Она определяется выражением (10.45). Минимуму обменной энергии в ферромагнетике соответствует состояние однородной намагниченности.  [c.346]Магнитная энергия. Эта энергия ферромагнетика во внешнем магнитном поле Н  [c.348]

Ряд работ, в частности [105], показали-значительную роль парамагнитных соединений в процессах структурирования нефтяных систем. Парамагнетизм материалов так же, как и ферромагнетизм, обусловлен сзодествованием нескомпенсированных спиновых магнитных моментов. В отличие от ферромагнетиков парамагнетики в обычных условиях немагнитны вследствие тепловой разориентации спиновых моментов. При наложении на парамагаетик внешнего магнитного поля спиновые магнитные моменты электронов преимущественно ориентируются по полю. Нами был проведен эксперимент, в котором на расплав нефтяного пека накладывалось электромагнитное поле. Вместо полл чаемых обычно спиральных кристаллитов на подложке остался след, воспроизводящий силовые линии магнитного поля.  

[c.205]

Наличие дисперсии света является одним из фундаментальных- затруднений первоначальной электромагнитной теории света Мак- свелла. Эта теория, связавшая воедино электромагнитные и опти- ч/ ческие явления, представляла громадный шаг вперед и стала научным обобщением крупнейшего масштаба. Трприя )я1 гвр.п.пя-позволила раскрыть смысл явления Фарадея (вращение плоскости поляризации в магнитном поле), открытого почти за четверть века до того она, несомненно, стимулировала дальнейщие изыскания в области магнето- и электрооптики, приведшие к двум важным открытиям Керра двойного лучепреломления в электрическом поле и поворота плоскости поляризации при отражении от намагниченного ферромагнетика.

Наконец, теория Максвелла устранила ряд неясностей и противоречий упругой оптики.  [c.539]


Для определения магнитного момента нейтрона был использован несколько измененный ло сравнению со способом Рабн вариант метода магнитного резонанса. В этом методе нейтроны пропускаются последовательно через два намагниченных до насыщения ферромагнетика, причем не требуется узких пучков.  [c.77]

Кроме диа- и парамагнетиков существует большая группа веществ, обладающих спонтанной намагниченностью, т. е. имеющих не равную нулю намагниченность даже в отсутствие магнитного поля. Эта группа магнетиков получила название ферромагнетиков. Для них зависимость / (Я) является нелинейной функцией, и полный цикл перемагничения описывается петлей гистерезиса (рис. 10.2). В этих веществах магнитная восприимчивость сама зависит от Н.  

[c.320]

Барнетт, наоборот, наблюдал намагничение железного стержня при быстром его вращении. Найденное из этого опыта отношение М/Р также совпадало с гиромагнитным отношением nHHoijbix моментов. Таким образом, ясно, что в ферромагнетиках упорядочиваются нескомпенсированные спиновые магнитные моменты атомов с недостроенными внутренними оболочками. Какова природа этого магнитного упорядочения  [c.333]

Для того чтобы объяснить существование спонтанного магнитного момента, П. Весс высказал предположение о существовании в ферромагнетике внутреннего молекулярного поля В,-. Согласно Вейссу, это поле, подобно внешнему магнитному полю В в парамагнетике, создает в кристалле ферромагнетика параллельную ориентацию магнитных моментов атомов при В=0. Предполагается, что поле В пропорционально намагниченности, т. е.  

[c.333]

Это означает, что все спины ориентированы параллельно, т. е. имеет место -ферромагнитное упорядочение (в отсутствие внешнего магнитного поля). С повышением температуры самопроизвольная намагниченность уменьшается, а затем исчезает при температуре Кюри. Такое поведение хорошо согласуется с опытом. Введение Вейс-сом внутреннего молекулярного поля позволило объяснить многие свойства ферромагнетиков. Однако природа самого поля Рис. 10.7. Зависи- долгое время оставалась неизвестной. Пред- морть самопроизволь-  [c.335]

Гиромагнитные опыты Эйнштейна — де Гааза и Барнетта показали, что в ферромагнетиках самопроизвольная намагниченность обусловлена спиновым магнетизмом электронов, а из опыта Дорфмана следовало, что взаимодействие между электронами соседних атомов с недостроенными оболочками, приводящее к ферромагнетизму, имеет немагнитную природу.  

[c.336]

Строго параллельная ориентация спинов в ферромагнетике наблюдается лишь при ОК. Такое расположение спинов соответствует минимуму энергии. Результирующая намагниченность при этом равна намагниченности насыщения J. С повышением температуры ферромагнетика его энергия возрастает за счет появления перевернутых спинов. В отличие от основного состояния (при 7=0 К) состояние с перевернутым спином является возбужденным. Если соседние спины связаны взаимодействием вида (10.45), то поворот в обратную сторону одного спина требует затрат дополнительной энергии Другими словами, из-за обменного взаимодействия состояние с перевернутым магнитным моментом в одном из узлов решетки является энергетически невыгодным. Соседн ]е спины стремятся возвратить перевернутый спин в исходное положение. Обменное взаимодействие приводит при этом к тому, что соседний спин переворачивается сам. По кристаллу пробегает волна переворотов спинов. Существование таких волн было установлено в 1930 г. Ф. Блохом. Сами волны получили название спиновых.  [c.340]

Кроме ферромагнетиков существует больпгая группа магнитоупорядоченных веществ, в которых спиновые магнитные моменты атомов с недостроенными оболочками ориентированы антипараллельно. Антипараллельная ориентация спиновых магнитных моментов, как мы видели, возникает при отрицательном обменном взаимодействии (Лмагнитное упорядочение имеет место здесь в интервале температур от  [c.341]

Выше нами было установлено, что в ферромагнетике при Гспиновые моменты атомов с недостроенными d- или /-оболочками ориентируются параллельно друг другу. Б результате этого намагниченность макроскопического образца должна быть близка к намагниченности насьицения. Опыт показывает, однако, что намагниченность случайно взятого куска ферромагнетика часто оказывается равной нулю. При помещении этого образца в магнитное поле результирующий магнитный момент возрастает и в достаточно слабых полях достигает насыщения.  [c.343]

Первое качественное объяснение такого поведения ферромагнетиков было дано в 1910 г. П. Вейссом на основе высказанной им гипотезы о существовании в ферромагнетике областей спонтанной намагниченности — (Зоженое. Теоретическое обоснование гипотезы Вейсса было дано Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшицем.  [c.343]

Заметим, что разбиение ферромагнетика на домены аналогично рассмотренному в гл. 8 разбиению на домены сегнетоэлектрика. Домены образуются также в антиферромагнетиках, антисегнетоэлектрнках и сверхпроводниках.  [c.344]

Рис. 10.18,2, на котором изображена часть петли гистерезиса, наглядно показывает, что процесс размагничения отстает от уменьшающего поля. Это значит, что энергия, полученная ферромагнетиком при намагничении, не полностью отдается в процессе размагничения. Часть энергии теряется. Найдем значение потерянной энергии. Пусть при Н==0 образец был ненамагничен (т. е. J=0). Магнитная энергия, накапливаемая образцом при увеличе-  [c.345]

Здесь ] — намагниченность, достигаемая при поле Н. Полная накопленная энергия пропорциональна площади заштрихованного участка на рис. 10.19,а. При уменьшении поля до нуля кривая /(Я) идет так, как показано на рис. 10.19,6. Выделяющаяся при размагничении энергия пропорциональна площади, заштрихованной на этом рисунке. Разность этих двух площадей, т. е. площадь, заштрихованная на рис. 10.19,6, пропорциональна энергии, оставшейся в ферромагнетике. Аналогичные рассуждения можно провести и для других участков петли гистерезиса. Таким образом, петля гистерезиса является очень важной характеристикой ферромагнитных материалов, так как она позволяет рассчитать энергетические потери в устройствах, в которых используются эти материалы.  [c.346]


Обсудим теперь вопрос почему образуются ферромагнитные домены Ответ на этот вопрос дали Ландау и Лифшиц. Они но казали, чта образование доменной структуры является следствием существование в ферромагнитном образце конкурирующих вкладов в полную энергию тела. Полная энергия Е ферромагнетика складывается из 1) обменной энергии Еовм, 2) энергии кристаллографической магнитной анизотропии Ек- 3) энергии магнитострик-ционной деформации Ех 4) магнитоупругой энергии Ес 5) магнитостатической энергии Ео] 6) магнитной энергии Таким образом,  [c.346]
Теплоэнергетика и теплотехника Общие вопросы (1987) — [ c.220 ]

Металлы и сплавы Справочник (2003) — [ c.819 , c.821 ]

Конструкционные материалы Энциклопедия (1965) — [ c.2 , c.14 ]

Физическое металловедение Вып I (1967) — [ c.2 , c.281 , c.283 , c.284 ]

Введение в нелинейную оптику Часть1 Классическое рассмотрение (1973) — [ c.26 ]

Материалы в радиоэлектронике (1961) — [ c.22 , c.37 , c.316 ]

Неразрушающие методы контроля сварных соединений (1976) — [ c.181 ]

Машиностроение энциклопедия ТомII-2 Стали чугуны РазделII Материалы в машиностроении (2001) — [ c. 371 ]

Ультразвук (1979) — [ c.363 ]

Справочное руководство по физике (0) — [ c.280 ]

Справочник по элементарной физике (1960) — [ c.138 ]

Техническая энциклопедия Т 12 (1941) — [ c.346 ]



Ферромагнетики и их свойства

| на главную | доп. материалы | физика как наука и предмет | электричество и электромагнетизм |

Организационные, контрольно-распорядительные и инженерно-технические услуги
в сфере жилой, коммерческой и иной недвижимости. Московский регион. Официально.

Помимо рассмотренных двух классов веществ — диа- и парамагнетиков, называемых слабомагнитными веществами, существуют еще сильномагнитные веществаферромагнетики — вещества, обладающие спонтанной намагниченностью, т. е. они намагниче­ны даже при отсутствии внешнего магнитного поля. К ферромагнетикам кроме основ­ного их представителя — железа (от него и идет название «ферромагнетизм») — относятся, например, кобальт, никель, гадолиний, их сплавы и соединения.

Ферромагнетики помимо способности сильно намагничиваться обладают еще и другими свойствами, существенно отличающими их от диа- и парамагнетиков. Если для слабомагнитных веществ зависимость J от Н линейна (см. (133.6) и рис. 192), то для ферромагнетиков эта зависимость, впервые изученная в 1878 г. методом баллистического гальванометра для железа русским физиком А.Г. Столетовым (1839—1896), является довольно сложной. По мере возрастания Н намагниченность J сначала растет быстро, затем медленнее и, наконец, достигается так называемое магнитное насыщение Jнас, уже не зависящее от напряженности поля. Подобный характер зависимости J от Н можно объяснить тем, что по мере увеличения намагничивающего поля увеличивает­ся степень ориентации молекулярных магнитных моментов по полю, однако этот процесс начнет замедляться, когда остается все меньше и меньше неориентированных моментов, и, наконец, когда все моменты будут ориентированы по полю, дальнейшее увеличение J прекращается и наступает магнитное насыщение.

Магнитная индукция B= m0 (H+J) (см. (133.4)) в слабых полях растет быстро с ростом H вследствие увеличения J, а в сильных полях, поскольку второе слагаемое постоянно (J=Jнас), В растет с увеличением Н по линейному закону (рис. 193).

Существенная особенность ферромагнетиков — не только большие значения m (на­пример, для железа — 5000, для сплава супермаллоя — 800 000!), но и зависимость m от Н (рис. 194). Вначале m растет с увеличением Н, затем, достигая максимума, начинает уменьшаться, стремясь в случае сильных полей к 1 (m = B/(m0H) = 1 + J/H, поэтому при J = Jнас = const с ростом Н отношение J/H ® 0, m ® 1).

Характерная особенность ферромагнетиков состоит также в том, что для них зависимость J от H (а следовательно, и В от Н) определяется предысторией намагничения ферромагнетика. Это явление получило название магнитного гистерезиса. Если намагнитить ферромагнетик до насыщения (точка 1, рис. 195), а затем начать уменьшать напряженность Н намагничивающего поля, то, как показывает опыт, уменьшение J описывается кривой 1—2, лежащей выше кривой 1—0. При Н = 0 J отличается от нуля, т. е. в ферромагнетике наблюдается остаточное намагничение Jос. С наличием остаточного намагничения связано существование постоянных магнитов. Намагничение обращается в нуль под действием поля Нс, имеющего направление, противоположное полю, вызвавшему намагничение. Напряженность Нс называется коэрцитивной силой.

При дальнейшем увеличении противоположного поля ферромагнетик перемагничивается (кривая 3—4), и при Н = –Hнас достигается насыщение (точка 4). Затем фер­ромагнетик можно опять размагнитить (кривая 4—5—6) и вновь перемагнитить до насыщения (кривая 67).

Таким образом, при действии на ферромагнетик переменного магнитного поля намагниченность J изменяется в соответствии с кривой 1234—5—6—1, которая называется петлей гистерезиса (от греч. «запаздывание»). Гистерезис приводит к тому, что намагничение ферромагнетика не является однозначной функцией Н, т.е. одному и тому же значению Н соответствует несколько значений J.

Различные ферромагнетики дают разные гистерезисные петли. Ферромагнетики с малой (в пределах от нескольких тысячных до 1—2 А/см) коэрцитивной силой Нс (с узкой петлей гистерезиса) называются мягкими, с большой (от нескольких десятков до нескольких тысяч ампер на сантиметр) коэрцитивной силой (с широкой петлей гистерезиса) — жесткими. Величины Нс, Jос и mmax определяют применимость фер­ромагнетиков для тех или иных практических целей. Taк, жесткие ферромагнетики (например, углеродистые и вольфрамовые стали) применяются для изготовления постоянных магнитов, а мягкие (например, мягкое железо, сплав железа с никелем) — для изготовления сердечников трансформаторов.

Ферромагнетики обладают еще одной существенной особенностью: для каждого ферромагнетика имеется определенная температура, называемая точкой Кюри, при которой он теряет свои магнитные свойства. При нагревании образца выше точки Кюри ферромагнетик превращается в обычный парамагнетик. Переход вещества из ферромагнитного состояния в парамагнитное, происходящий в точке Кюри, не сопровождается поглощением или выделением теплоты, т.е. в точке Кюри происходит фазовый переход II рода.

Наконец, процесс намагничения ферромагнетиков сопровождается изменением его линейных размеров и объема. Это явление получило название магнитострикции. Величина и знак эффекта зависят от напряженности Н намагничивающего поля, от природы ферромагнетика и ориентации кристаллографических осей по отношению к полю.


Ферромагнитный материал научились изменять с помощью лазера

«Мы показали, что характерные линейные размеры, устойчивость и форму скирмиона можно контролировать с помощью внешнего электромагнитного поля, например, линейно поляризованного лазерного излучения – излучения, в котором вектор напряженности электрического поля колеблется в некотором направлении, перпендикулярном направлению распространения электромагнитного поля», – рассказал один из авторов статьи Дмитрий Юдин, руководитель проекта, PhD, научный сотрудник Международной научной лаборатории фотопроцессов в мезоскопических системах Университета ИТМО.

Авторы отмечают, что обнаруженный ими эффект может применяться в спинтронике (в данном случае – в скирмионике). Спинтроника как прикладное направление исследований зародилась в конце 1980-х годов как альтернатива зарядовой электронике. Использование спинового, а не зарядового тока для передачи и обработки информации является краеугольным камнем этой технологии. В устройствах молекулярной спинтроники битом информации является уже не домен, который состоит из множества молекул, а всего лишь одна молекула. Таким образом плотность записи информации повышается в 10-15 раз. Поэтому с помощью принципов спинтроники можно гораздо эффективнее записывать информацию на жесткие диски, создавать новые транзисторы, элементы логики и ячейки памяти.

В ходе работы авторы рассмотрели модель ферромагнитного материала, который представлял собой один слой однородного вещества. Магнитный порядок – это явление, при котором магнитные моменты (векторы) атомов в материале имеют строго определенные направления. Если все векторы направлены в одну сторону, такой порядок называют ферромагнитным, а материал – ферромагнетиком. К ферромагнитным материалам относятся, например, металлы кобальт (Co), никель (Ni) и гадолиний (Gd). Также существует антиферромагнитный порядок, при котором магнитные моменты соседних атомов направлены в противоположные стороны. При этом ферромагнетики обладают намагниченностью даже в отсутствии внешнего магнитного поля, а антиферромагнетики таким свойством не обладают и поэтому считаются слабыми магнитами.

Изначально предполагалось, что в изучаемом слое отсутствует центр инверсии, то есть его внутренняя структура несимметрична относительно замены знаков всех координат на противоположные. Отсутствие центра инверсии приводит к появлению сильного спин-орбитального взаимодействия, то есть взаимодействия между движущейся частицей и ее собственным магнитным моментом, связанным с наличием у частицы спина — вращения частицы вокруг своей оси (но не перемещения ее как целого).

При сильном спин-орбитальном взаимодействии в магнитных материалах появляются сложные спиновые текстуры – скирмионы. Это конфигурации (скопления) магнитных моментов, которые частицей не являются, но по строению подобны ей. Они не принадлежат ни к ферромагнитному, ни к антиферромагнитному порядкам, потому что их магнитные моменты ни параллельны, ни антипараллельны. Скирмионы образуют комбинацию в виде диска с рядами спинов. В центре спин ы направлены вниз, а у краев — вверх. Все спины, находящиеся посередине, являются промежуточными состояниями: если взять по спину из каждого ряда и посмотреть на их расположение, то видно, что они описывают полный круг.

«Хорошо известно, что в магнитных материалах без центра инверсии возможно появление частицеподобных структур скирмионов. Последние могут найти широкое применение в проектируемых устройствах энергонезависимой памяти. В сравнении с устройствами на магнитных доменах в ферромагнитных материалах управление скирмионами как источниками информации требует существенно меньших пороговых значений тока. Использование же внешнего электромагнитного излучения, например, лазера, открывает широкие перспективы для возможности манипулировать отдельными скирмионами в ферромагнитных системах», — заключил ученый.

Работа проходила в сотрудничестве с ученым из Университета Неймегена (Нидерланды).

Ферромагнетизм — Справочник химика 21

    По магнитным свойствам различают диамагнитные металлы (выталкиваемые из магнитного поля) и парамагнитные (втягиваемые магнитным полем). Диамагнитны медь, серебро, золото, цинк, кадмий, ртуть, цирконий. Парамагнитными считают скандий, иттрий, лантан, титан, ванадий, ниобий, тантал, хром, молибден, вольфрам, марганец, рений, рутений, радий, палладий, осмий, иридий, платину. Железо, кобальт и никель обладают ферромагнетизмом, т. е. особенно высокой магнитной восприимчивостью. [c.257]
    Ферромагнетизм — такое магнитное состояние кристаллического вещества, при котором магнитные моменты всей совокупности электронов имеют параллельную ориентацию независимо от наличия внешнего магнитного поля, Если в отсутствие внешнего магнитного поля намагниченность парамагнитного вещества равна нулю, то у ферромагнетиков (и антиферромагнетиков) она имеет высокое положительное значение. Постоянная намагниченность ферромагнетиков вызвана сильным взаимодействием атомов или ионов кристаллической решетки, приводящим к образованию областей, так называемых доменов, с параллельно ориентированными магнитными моментами. [c.194]

    Такие свойства, как намагниченность насыщения М , точка Кюри в , магнитострикция парапроцесса — сгруюурно нечувствительны, коэрцитивная сила Яс, магнитная проницаемость fl, магнитная восприимчивость остаточная намагниченность Мг — структурно чувствительны. Первая грутта свойств связана с наличием или температурным изменением магнитного порядка, вторая — с намагничиванием, т. е. с изменением доменной структуры. Современная теория ферромагнетизма в основном делится на два раздела — теорию спонтанного магнетизма (магнитного упорядочения) и теорию технического намагничивания (кривая намагничивания, петля гистерезиса). Как структурно чувствительные, так и структурно нечувствительные свойства зависят от фазового состозгаия твердого тела (состав и относительное содержанне фаз, их атомное упорядочение).[c.55]

    Парамагнетизм. Ферромагнетики. Магнитный гистерезис, температура Кюри. Домены, спиновая природа ферромагнетизма. [c.165]

    Вещества с особо высокой магнитной восприимчивостью (например, железо, кобальт, никель) называются ферромагнитными. Вещества проявляют ферромагнетизм только в твердом состоянии. [c.188]

    Для диамагнитных веществ 10 еД- СГС, а для парамагнитных ед. СГС. (О ферромагнетизме см. разд. 6.6.1.) [c.126]

    Однако применение законов кинетической теории газа к электронному газу приводит к значению а, отличающемуся от эксперимента. Делокализация валентных электронов-в кристаллической решетке металла, а следовательно, отсутствие в ней направленных валентных связей объясняет тот факт, что металлы имеют большое координационное число К, плотнейшую сферическую упаковку, а также чаще всего кубическую объемно-центрированную элементарную ячейку решетки. Некоторые металлы могут кристаллизоваться в различных типах решеток например, при температуре 906 °С устойчивым является немагнитное у-железо с /С=12. Впрочем, для некоторых тяжелых металлов наряду с металлической связью, образованной З -электронами, реализуются слабые ковалентные связи между атомами, в то время как 45-электроны образуют электронный газ. Для такой смешанной металлической и межатомной связи характерно образование пар электронов как с параллельными, так и с антипараллельными спинами (для марганца— антипараллельные, для железа — параллельные). Этим объясняется различие в магнитных свойствах металлов параллельные спины обусловливают ферромагнетизм, т. е. положительная магнитная восприимчивость на два или три порядка [c.138]


    Ферромагнитными называются вещества, способные сильно намагничиваться даже в слабых магнитных полях. К ним относятся железо, никель, кобальт, некоторые сплавы. Ферромагнетизмом называют совокупность магнитных свойств, характерных для этих веществ. [c.153]

    Известны следующие разновидности магнитных эффектов диамагнетизм, парамагнетизм, ферромагнетизм и антиферромагнетизм.[c.190]

    Происхождение парамагнетизма связано с присутствием в молекулах веществ неспаренных электронов, которые вследствие вращения вокруг оси обладают магнитным моментом. Получаемая на опыте величина магнитной восприимчивости представляет собой суммарный эффект диа- и парамагнетизма. Поскольку диамагнетизм веществ выражен слабее, чем пара- и тем более ферромагнетизм, то в пара- и тем более ферромагнетиках им пренебрегают. Орбитальный магнетизм (т. е. магнетизм, вызванный движением электронов по орбитам) считают скомпенсированным. [c.338]

    Выше 1400° С 7-железо переходит в й-железо со структурой а-модифика-ции, устойчивое до температуры плавления. Характерным свойством о-железа является ферромагнетизм. При температуре 769″С ферромагнетизм исчезает, но основной тип структуры а-железа сохраняется. Парамагнитное железо, устойчивое в интервале 769—910° С, иногда называют -Fe.  [c.153]

    Известно несколько типов магнитного поведения веществ, но не все они характерны для систем комплексных ионов. Ферромагнетизм, антиферромагнетизм и ферримагнетизм — относительно редкие явления в комплексах. По этой причине мы их рассматривать не будем. Для нас значительно больший интерес представ ляют нормальный парамагнетизм и диамагнетизм. [c.271]

    Природа ферромагнетизма теснейшим образом связана со своеобразием зонной структуры перечисленных веществ. Все они проявляют парамагнитные свойства, т. е. содержат на зонных энергетических уровнях неспаренные электроны, способные к переориентации своих спинов. [c.302]

    С этой точки зрения ферромагнетизм можно рассматривать как явление, уменьшающее ковалентное взаимодействие Зй-электронов атомов Fe, Со или N1 из-за параллельной ориентации их спинов. Таким образом, повышенная кинетическая энергия, которую приобретают эти электроны, компенсируется ослаблением их взаимодействия как друг с другом, так и с атомными ядрами. При этом усиливается металлический характер связи в рассматриваемых кристаллах. При температуре, близкой к абсолютному нулю, практически все неспаренные [c. 302]

    Необходимо отметить, что из ферромагнетиков наибольшим ферромагнетизмом обладает гадолиний, в атоме которого мы имеем один холостой электрон в 5 -подуровне и семь холостых электронов в 4 /-подуровне. [c.101]

    Вещества с аномально высокой магнитной восприимчивостью (например, железо) называются ферромагнитными. Ферромагнетизм проявляется ими только в твердом состоянии. [c.88]

    Вследствие взаимодействия микромагнитных диполей соседних атомов могут возникать ферромагнетизм и антиферромагнетизм. Этими явлениями можно пренебречь для большинства комплексов, так как ионы металлов, являющиеся источниками парамагнетизма, изолированы друг от друга диамагнитными атомами лигандов. [c.127]

    В физике твердого тела для различных классов кристаллов наблюдаются сверхсостояния (сверхпроводимость, ферромагнетизм и сверхпластичность для металлов, сегнетоэлектрическое состояние для диэлектриков), для квантовой жидкости (гелия) наблюдается сверхтекучесть. Полимеры обладают своим сверхсостоянием, которое называется высокоэластнческим состоянием. Высокоэластическое состояние объясняется не только структурой полимерных молекул или макромолекул, но и свойством внутреннего вращения, известным для простых молекул в молекулярной физике. Теория высокой эластичности основывается на применении конформ анионной статистики макромолекул, которая является развитием статистической физики в физике полимеров. Аморфные полимеры по структуре сложнее, чем низкомолекулярные вещества, но в их ближнем порядке примыкают к строению жидкостей. Релаксационные и тепловые свойства расплавов полимеров и жидкостей во многом аналогичны (процесс стеклования, реология). Кристаллические полимеры по своему строению похожи на твердые тела, но сложнее в том отношении, что наряду с кристаллической фазой имеют в объеме и аморфную фазу с межфазными слоями. По электрическим свойствам полимеры — диэлектрики и для них характерно электретное состояние, по магнитным свойствам полимеры — диамагнетики, а по оптическим свойствам они характеризуются ярко выраженным двойным лучепреломлением при молекулярной ориентации. При этом все полимеры обладают уникальными механиче- [c.9]

    Железу, кобальту и никелю свойствен ферромагнетизм. [c.424]

    Физические свойства МСС с хлоридами переходных металлов. Образование МСС с хлоридами переходных металлов изменяет диамагнитные свойства на парамагнитные. Температурная зависимость парамагнитной восприимчивости определяется ступенью МСС. В соединениях I ступени ниже 15 К наблюдается ферромагнетизм, а при 3-6 К — антиферромагнетизм, что, по-видимому, объясняется образованием сверхрешетки ионов переходных металлов, способной к фазовым переходам от первой к второй ступеням. В МСС II и более высоких ступеней сверхрешетка отсутствует. [c.288]


    Отдельные парамагнетики при понижении температуры могут переходит , и состояние, характеризуемое ориентацией в одном направлении спинов объединений многих атомов, называемых доменами. Такие вещества называются ферромагнетиками (а явление параллельного объединения спинов неспарепных электронов атомов — ферромагнетизмом). Ферромагнетиками являются железо и некоторые другие металлы (см. разд. 11.3.1). [c.131]

    КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА — физическая теория, изучающая общие закономерности движения и взаимодействия микрочастиц (элементарных частиц, атомных ядер, атомов и молекул) теоретическая основа современной физики и химии. К. м. возникла в связи с необходимостью преодолеть противоречивость и недостаточность теории Бора относительно строения атома. Важнейшую роль в разработке К. м. сыграли исследования М. Планка, А. Эйнштейна, Н. Бора, М. Борна и др. К. м. была создана в 1924—26 гг., благодаря трудам Л. де Бройля, Э. Шредингера, В. Гейзенберга и П. Дирака. К. м. является основой теории многих атомных к молекулярных процессоБ. Она имеет огромное значение для раскрытия строения материи и объяснения ее свойств. На основе К. м были объяснены строение и свойства ато MOB, атомные спектры, рассеяние света создана теория строения молекул и рас крыта природа химической связи, раз работаиа теория молекулярных спектров, теория твердого тела, объясняющая его электрические, магнитные и оптические свойства с помощью К. м. удалось понять природу металлического состояния, полупроводников, ферромагнетизма и множества других явлений, связанных с природой движения и взаимодействием микрочастиц материи, не объясняемых классической механикой, [c.124]

    Парамагнитные свойства твердых тел, состоящих из атомов или ионов, обладающих магнитным моментом, также осложняются сильным взаимодействием близко расположенных частиц, вследствие чего даже в отсутствие внешнего поля (но при достаточно низких температурах) может появиться эффект взаимной самопроизвольной ориентации магнитных моментов. Известны два типа такой ориентации ферромагнетизм, когда магнитные моменты направлены параллельно (рис. 8.2, а), и антиферромагнетизм, когда они ориентироЕ)аны антипараллельно (рис. 8.2, б). [c.193]

    Оба эти явления реализуются только при средних температурах. С ростом температуры выше некоторой критической тепловое движеиие становится более интенсивным и разрушается взаимная ориентация частиц, в результате чего как ферро-, так и антиферромагнетизм исчезают и остается обычный парамагнетизм. Критическая температура в для ферромагнетизма получила название точки Кюри, [c.193]

    Образование интерметаллидов во многих случаях сопровождается значительным тепловым эффектом, получающиеся продукты реакции имеют индивидуальные признаки (определенные температуры плавления, специфические магнитные свойства и т. п.), т. е. представляют собой настоящие химические соединения. В частности, например, интерметаллическое соединение марганца с оловом Мп45п является ферромагнетиком, хотя марганец и олово сами по себе не обладают ферромагнетизмом. [c.295]

    Из химических элементов при обычных условиях ферромагнитными свойств ами обладают железо, кобальт и никель. Для каждого из них существует определенцая температура (точка Кюри), выще которой ферромагнетизм теряется для Ре 760° С, Со 1075° С, N1 362° С [c.166]

    Равновесия в гетерогенных системах, в которых не происходит хим ического взаимодействия между компонентам , а протекают лишь процессы перехода компонентов из одной фазы в другую (или в другие), называются фазовыми равновеоиями. Кипение, замерзание и внезапное проявление ферромагнетизма — все это связано с изменением состояния системы без изменения х,им1ичвокого состава. Любая гетерогенная система характеризуется определенным числом фаз, компонентов и числом -степеней свободы. [c.153]

    Особенно высокий парамагнетизм (ферромагнетизм) присущ железу, кобальту и дикелю. [c.76]

    Наличие у большинства РЗЭ неспаренных электронов обусловливает их парамагнетизм, а нногда даже ферромагнетизм. Только 5с, У, Ьа, УЬ и Ьи не обладают такими свойствами у них нет 4/-электронов, либо 14-электронная оболочка пол1юстью завершена и, следовательно, содержит только спаренные 4/-электроны (у металлических УЬ и Ьи, а также Ьн(П1)), [c.67]

    Приведенные схемы объясняют также магнитные свойства веществ. Вещества делятся на диамагнитные и парамагнитные. Первые оказывают сопротивление прохождению магнитного поля большее, чем вакуум, вторые — меньшее, чем вакуум. Поэтому внешнее магнитное поле выталкивает диамагнитные вещества и втягивает парамагнитные. Столь различное поведение веществ объясняется характером их внутренних магнитных полей, складывающихся из собственных магнитных моментов нуклонов и электронов. Но магнитный момент атома определяется главным образом суммарным спиновым магнитным моментом Электронов, так как могнитные моменты протонов и нейтронов примерно на три порядка меньше моментов электронов. Если два электрона находятся в одной орбитали, то их магнитные поля замыкаются. Если в веществе магнитные моменты всех электронов взаимно скомпенсированы, т. е. все электроны спарены, то это вещество диамагнитное. Напротив, если в орбиталях имеются одиночные электроны, то вещество проявляет парамагнетизм. Примерами диамагнитных веществ могут служить молекулярные водород, азот, фтор, углерод и литий (в газообразном состоянии). К парамагнитным относятся молекулярный бор, кислород, оксид азота). Вещества с аномально в .1сокой магнитной восприимчивостью (например, железо) называются ферромагнитными. Ферромагнетизм проявляется ими только в твердом состоянии. [c.70]

    Явления, связанные с процессами упорядочения и разупорядоче-ния в кристаллических системах, получили общее название кооперативных явлений. В самом названии подчеркивается, что это явление присуще лишь совокупности частиц. Кооперативные явления (образование сверхструктуры в сплавах, расслаивание, ферромагнетизм и т. д.). обусловлены тем, что имеется различие в энергиях взаимодействия пар ближайших соседей разного типа. Теория кооперативных явлений есть статистическое рассмотрение простой модели, основанной на следующих допущениях  [c.341]

    Из-за способности к переменной валентности для переходных -металлов весьма характерен полиморфизм. Большинство -металлов — парамагнетики. Железо, кобальт, никель — ферромагниты. Наибольшим ферромагнетизмом обладает железо, наименьшим — никель. У последнего меньшая потенциальная возможность к распариванию электронов на свободных орбиталях из-за большего по сравнению с железом и кобальтом насыщения -орбиталей электронами. Элементы 1Б и ПБ — типичные диамагнетики. [c.495]

    Явление ферромагнетизма обусловлено тем, что внутри ферромагнетиков ниже температуры, называемой точкой Кюри, имеются небольшие кристаллические области, называемые доменами ( 3), в них спины неспаренных электронов оказываются ориентированными взаимно параллельно. Это значит, что в пределах домена существует спонтанная (самопроизвольная) намагниченность. Обычно направленность магнитных полей доменов самая разнообразная. Поэтому, чтобы намагнитить все тело, необходимо воздействовать на него внешним магнитным полем. Действие этого поля сводится к повороту магнитных моментов доменов в направлении внешнего поля (ориентация доменов) и к увеличению тех доменов, магнитные моменты которых составляют неименьшнй угол с направлением магнитного поля, и к уменьшению других доменов. Магнитное насыщение будет достигнуто тогда, когда магнитные моменты всех доменов окажутся ориентированными в направлении поля. Это связано с изменением линейных размеров тела (с м а г н и -тострикцией). Выше точки Юори ( рромагиитные свойства тела [c.349]

    Если бы все неспаренные внутри ионов электроны имели параллельно направленные спины, то магнитный момент Fe INi Fe должен был бы определяться двенадцатью электронами (5 + 2 -Ь 5) и быть не меньше 12 магнетонов Бора. Однако на самом деле магнитный момент этого соединения равен всего 2,2 гв По теории Вейса это значит, что ионыРе в подрешетках А и В имеют антипараллель-ные спины, компенсирующие друг друга, а магнитный момент феррита определяется в основном нескомпенсированным моментом двух d-электронов в ионах Ni , находящихся в подрешетке В. Подобные соображения подтверждаются измерениями магнитных моментов других ферритов. Например, магнитный момент феррита Fe lFe Fe IO4 4,03 — 4,2iJ.B (определяется четырьмя неспаренными -электронами ионов Fe ). Магнитный момент марганцевого феррита Fe [Mn Fe jOi близок к 5[1в (определяется пятью неспаренными /-электронами иона Мп ) и т. д. При добавлении цинкового феррита до 50% к никелевому намагниченность насыщения возрастает и становится больше, чем у индивидуального никелевого феррита, а затем начинает уменьшаться. Это находит себе объяснение в современных теориях ферромагнетизма, которые здесь не рассматриваются. [c.351]


Общая химия (1984) — [ c.116 ]

Физика и химия твердого состояния (1978) — [ c.323 ]

Химия (1978) — [ c.125 , c.497 ]

Общая химия (1979) — [ c.86 ]

Квантовая химия (1985) — [ c.378 ]

Физикохимия полимеров (1968) — [ c.300 ]

Химия справочное руководство (1975) — [ c.427 ]

Современная химия координационных соединений (1963) — [ c.371 , c.372 , c. 401 ]

Химия свободных радикалов (1948) — [ c.41 ]

Физика и химия твердого состояния органических соединений (1967) — [ c.111 ]

Курс неорганической химии (1963) — [ c.341 , c.343 ]

Основы неорганической химии (1979) — [ c.433 ]

Современная неорганическая химия Часть 3 (1969) — [ c.3 , c.18 , c.19 , c.27 ]

Физико-химия полимеров 1963 (1963) — [ c.279 , c.280 ]

Строение и свойства координационных соединений (1971) — [ c. 154 ]

Общая химия (1974) — [ c.515 , c.818 ]

Кристаллография (1976) — [ c.219 ]

Компьютеры Применение в химии (1988) — [ c.328 ]

Эластичные магнитные материалы (1976) — [ c.8 , c.9 , c.10 , c.53 , c.54 ]

Ионообменная технология (1959) — [ c.373 , c.374 ]

Теоретические основы общей химии (1978) — [ c.84 ]

Электроны в химических реакциях (1985) — [ c.231 , c. 232 ]

Интерметаллические соединения редкоземельных металлов (1974) — [ c.47 , c.104 ]

Строение материи и химическая связь (1974) — [ c.169 ]

Ионообменная технология (1959) — [ c.373 , c.374 ]

Конфигурационная статистика полимерных цепей 1959 (1959) — [ c.401 , c.408 , c.445 , c.448 ]

Краткая химическая энциклопедия Том 2 (1963) — [ c.0 ]

Физическая химия Книга 2 (1962) — [ c.609 ]

Основы общей химии Том 2 Издание 3 (1973) — [ c. 329 , c.338 ]

Основы общей химии Том 3 (1970) — [ c.133 , c.262 , c.277 ]

Общая химия (1968) — [ c.106 , c.579 ]

Курс неорганической химии (1972) — [ c.305 , c.307 ]

Теоретические основы органической химии Том 2 (1958) — [ c.406 , c.407 ]


Мощный и промышленный ферромагнетика — Alibaba.com

Alibaba.com предлагает множество различных. ферромагнетика мощные и эффективные для различных целей. Эти. ферромагнетика прочны по своей природе и являются одними из лучших неодимовых продуктов, которые могут использоваться в различных промышленных и коммерческих целях. Эти продукты идеально подходят для использования в электрооборудовании. Файл. ферромагнетика очень универсальны и предлагают качественную производительность. Покупайте эти товары у ведущих поставщиков и оптовиков на сайте по привлекательным ценам и предложениям.

Эти добротные и качественные. ферромагнетика изготовлены из неодима, железа, бора и т. д., что обеспечивает прочную структуру. Эти продукты также являются экологически безопасными и могут эффективно служить вашим целям благодаря своим постоянным магнитным свойствам. Эти. ферромагнетика доступны с полностью настраиваемыми параметрами и сертифицированы, протестированы и проверены для использования в коммерческих целях и в мастерских. Жизнь этих. ферромагнетика без ограничений и требует минимального обслуживания.

Alibaba.com предлагает широкий выбор. ферромагнетика различных форм, размеров, функций и областей применения в зависимости от ваших требований и выбранных моделей. Эти. ферромагнетика идеально подходят для вставки в металл, пластик, резину и другие прочные материалы. Эти. ферромагнетика имеют черное эпоксидное покрытие и имеют более высокий уровень допуска, а также плотность. Вы также можете использовать эти осевые магниты для различных упаковок, подарочных коробок, деталей динамиков.

Изучите различные. ферромагнетика диапазоны на Alibaba.com для покупки этих продуктов в пределах вашего предпочтительного бюджета. Эти элементы соответствуют стандарту ISO & lt; REACH, сертифицированы ROHS и доступны как OEM-заказы. Вы также можете воспользоваться индивидуальной упаковкой и выгодными оптовыми скидками при оптовых закупках.

Ферромагнетики

Ферромагнетики
Следующий: Токи от магнетизма Up: Магнитные материалы Предыдущий: Постоянные магниты


Ферромагнетики Третий тип магнитного материала представляет собой ферромагнетик . В этом материала существуют области, в которых магнитные поля отдельные атомы выравниваются, но ориентация магнитных полей доменов является случайным, что не приводит к чистому магнитному полю. Это показано ниже.
Рисунок 9.13: Ферромагнетик

Полезным свойством ферромагнетиков является то, что при воздействии внешнего магнитного поля приложено к ним, магнитные поля отдельных доменов стремятся выстраиваются в направлении этого внешнего поля из-за природы магнитные силы, что приводит к усилению внешнего магнитного поля. Это показано ниже.
Рисунок 9.14: Ферромагнетик во внешнем магнитном поле

Это усиление внешнего магнитного поля является причиной того, что часто находит петли проволоки, используемые в электромагните, например, в Инжир.9.10, намотаны на ферромагнитный сердечник.

Другая область, в которой используются ферромагнитные материалы, — это магнитное поле. записывающие устройства, такие как кассеты, дискеты для компьютеров, и магнитная полоса на обратной стороне кредитных карт. Эти устройства в основном принимают информацию в виде электрических сигналов и постоянно кодировать его в магнитный материал. Как это делается проиллюстрировано ниже.

Рисунок 9.15: Магнитная запись/считывание

Когда электрический сигнал (переменного тока) проходит через проволочную петлю, магнитное поле производится который проходит через ферромагнитный сердечник, который, в свою очередь, производит магнитное поля вблизи движущейся магнитной ленты.Это магнитное поле выравнивает магниты атомов на ленте, которые случайно проходят мимо нее в тот момент. Через некоторое время направление течения меняется на противоположное. который меняет направление магнитного поля, что впоследствии меняет ориентацию следующего атома на ленте, который проходит мимо. Таким образом информация хранится в электрическом сигнале, кодируется в определенной ориентации магнитных полей отдельных атомов.

Следующий: Токи от магнетизма Up: Магнитные материалы Предыдущий: Постоянные магниты
модтех@теория.uwinnipeg.ca
1999-09-29

Ферромагнитные материалы | Электрические4U

Ферромагнитные материалы — это вещества, которые проявляют сильный магнетизм в том же направлении поля, когда к ним приложено магнитное поле. Во-первых, мы должны знать, что такое домен. На самом деле это крошечная область в ферромагнитных материалах с определенной общей ориентацией спина из-за квантово-механического эффекта. Этот эффект действительно является обменным взаимодействием. То есть; когда мы рассматриваем некоторые неспаренные электроны, они будут взаимодействовать друг с другом между двумя атомами и выстраиваться в крошечной области с направлением магнитного поля (рис. 1).Этот механизм ферромагнитного материала представляет собой ферромагнетизм. Его можно определить как некоторые материалы (кобальт, гадолиний, железо и т. д.), которые становятся постоянными магнитами при использовании магнитного поля.

Свойства ферромагнитных материалов

  • Когда стержень из этого материала помещается в магнитное поле, он быстро выравнивается по траектории поля.
  • Сильно притягивается магнитом.
  • Механизм ферромагнетизма отсутствует в жидкостях и газах.
  • Интенсивность намагниченности (M), магнитная восприимчивость (χ m ), относительная магнитная проницаемость (µ r ) и плотность магнитного потока (B) этого материала всегда будут заметными и положительными.


µ 0 → Магнитная диэлектрическая проницаемость свободного пространства.
H → Приложенная напряженность периферийного магнитного поля.

Петля гистерезиса

Эта петля формируется путем изменения силы намагничивания одновременно с измерением магнитного потока материала.
Для понимания рассмотрим ферромагнитный стержень. Его помещают в соленоид и подают ток. Мы видим, что при увеличении тока сначала к полю выстраиваются многочисленные домены. На диполях доменов, которые не выровнены, развивается крутящий момент. Когда большинство диполей выровняются с полем, увеличение M больше не происходит. Таким образом, достигается насыщение (рис. 2).


Теперь, если ток урезать до нуля, намагниченность не соответствует исходной кривой.То есть он отстает от исходной кривой. Это называется гистерезис. Петля, полученная как b-c-e-f-b, является петлей гистерезиса. Это показано ниже.

ab → Начальное намагничивание, насыщение в точке b
bc → Размагничивание, но M не равно 0, когда I = 0
cd → Изменение направления тока, M не равно 0 в точке d, некоторое отрицательное I
de → Насыщение со всеми диполи в обратном направлении
В точках c и f стержень имеет постоянную намагниченность с I = 0.
Здесь; для понимания мы начертили кривую гистерезиса как I против M.Но обычно это кривая, полученная путем построения графика B и H. Она показана ниже.

Температура Кюри

Существует температура, выше которой ферромагнитный материал превратится в парамагнитный материал. Эта конкретная температура называется температурой Кюри. То есть, когда мы повышаем температуру выше температуры Кюри, это приводит к тому, что ферромагнитные материалы теряют свои магнитные свойства. Он представлен T C . Магнитное упорядочение диполей ферромагнитного материала прерывается тепловой энергией.


k B → постоянная Больцмана
T → температура в Кельвинах
C → постоянная Кюри
Температура Кюри некоторых материалов показана ниже.

Материал Температура Кюри в градусах Кельвина
Fe одна тысяча сорок-три
Ni 627
Б 293
Ко одна тысяча триста восемьдесят-восемь

При по сравнению с другими магнетизмами, ферромагнетизм является мощным. Но материалов немного. К ним относятся кобальт, никель и железо. Сплавы этих трех металлов, магнит (минерал) и некоторые соединения редкоземельных металлов.
Эти материалы имеют множество применений в области электрических, магнитных накопителей и электромеханических устройств. Это электромагниты, трансформаторы, электродвигатели, магнитофоны, генераторы и т. д.

Ферромагнетики | Encyclopedia.com

Железо , кобальт, никель и различные сплавы этих материалов называются ферромагнитными.Ферромагнитные материалы могут быть постоянно намагничены под воздействием внешнего магнитного поля . Их сильно притягивает магнитное поле. Их магнитная восприимчивость, которая представляет собой специфическую для материала константу, которая линейно связывает приложенное поле и магнитный отклик, на порядки выше, чем восприимчивость парамагнитных или диамагнитных материалов.

Парамагнетики притягиваются к магнитам, а диамагнетики отталкиваются. Ни один из материалов не может стать постоянно намагниченным — или нести остаточную намагниченность — и это не зависит от температуры для всех практических целей. Их магнитная восприимчивость слабо положительна и отрицательна соответственно. Сила магнитной восприимчивости материала зависит исключительно от кристаллической структуры. Обычно парамагнетизм преобладает над диамагнетизмом. Большинство горных пород , образующих минералов , являются диамагнитными (например, кварц , известняк ) или парамагнитными (например, слюды, амфиболы).

Ферромагнитное поведение отличается от диамагнетизма и парамагнетизма в нескольких отношениях. Во-первых, она сильно зависит от температуры.Ферромагнетик теряет способность нести остаточную намагниченность и просто становится парамагнитным, если его нагревают выше определенной температуры Кюри. Вторым фундаментальным свойством ферромагнетиков является гистерезис. Гистерезис означает, что приложение внешнего поля необратимо изменяет ферромагнетик. Магнитное состояние ферромагнетика зависит не только от силы приложенного поля, но и от истории магнита. Любое приложенное поле может вызвать четыре различных магнитных отклика в ферромагнетике после его первоначального намагничивания. В дополнение к своей восприимчивости ферромагнетики характеризуются своей коэрцитивной силой, которая пропорциональна напряженности поля, необходимой для его перемагничивания, и их остаточной намагниченностью.

Наиболее важными вариантами ферромагнетизма являются ферромагнетизм и антиферромагнетизм. Магнетит — самый распространенный представитель первого семейства. Это продукт абиотических геохимических процессов. Чистый магнетит может быть выращен внутри- и внеклеточно бактериями. Эти минералы оксида железа имеют разные кристаллические решетки, что приводит к резко различающимся магнитным свойствам.Важным антиферромагнитным минералом является гетит, который является продуктом процессов выветривания и процессов.

Свойства ферромагнетиков определяются не только их кристаллической структурой, но и сильно зависят от размера зерна частицы. Ферромагнетики развивают магнитные домены выше критического объема. Они не способны иметь остаточную намагниченность ниже этого объема, и в этом случае их называют суперпарамагнетиками. Намагниченность, переносимая частицами чуть выше критического порога, чрезвычайно стабильна, потому что эти однодоменные частицы могут быть намагничены только параллельно их длинной, легкой оси.Дальнейшее увеличение объема частиц приводит к развитию все большего числа доменов, что дестабилизирует остаточную намагниченность.

И палеомагнитные, и петромагнитные исследования используют ферромагнитные свойства горных пород. Палеомагнетизм использует тот факт, что мельчайшие количества ферромагнетиков приобретают намагниченность, параллельную магнитному полю Земли во время образования горных пород. Эта естественная намагниченность горных пород может быть использована в тектонике плит и магнитостратиграфии для реконструкции прежнего распределения тектонических плит и континентов, а также для датирования осадочных толщ.

В магнитных исследованиях горных пород используется тот факт, что относительно легко измерить ферромагнитные свойства горных пород. Кроме того, магнетизм породы является быстрым и неразрушающим методом. Поскольку состав и гранулометрический состав любой совокупности минералов оксида железа является очень чувствительным индикатором прошлых изменений окружающей среды, магнетизм породы становится все более важным в экологических и палеоклиматических исследованиях. Сегодня экологический магнетизм обычно включается в исследовательские проекты, предназначенные для понимания экологической истории места, материала или региона.

См. также Палеомагнетизм

Факты о ферромагнетизме для детей

Магнит из альнико, сплава железа, с держателем. Ферромагнетизм — это теория, которая объясняет, как материалы становятся магнитами.

Ферромагнетизм является свойством многих материалов, таких как железо. Они являются магнитами, поэтому их притягивают или притягивают к другим магнитам. В физике существует множество различных типов магнетизма. Ферромагнетизм является самым сильным. Он ежедневно используется во многих технологических объектах, таких как экраны телевизоров и кредитные карты.

Ферромагнетики — это материалы, которые сами по себе имеют некоторую намагниченность. Это означает, что при температуре абсолютного нуля и без какого-либо магнитного поля от других объектов они все еще являются магнитными. Причина этого в том, что электроны в материале имеют спин. В ферромагнитных материалах электронам нравится, когда все спины движутся в одном направлении, создавая некоторый магнетизм. Обычно при повышении температуры намагниченность падает. Это связано с тем, что температура заставляет электроны в материале двигаться немного больше.У них больше нет вращений, которые идеально идут одинаково. Точка, в которой больше нет намагниченности, называется температурой Кюри. Это изменяется с различными материалами.

Некоторые материалы, являющиеся ферромагнетиками: железо, кобальт, никель. Гематит также ферромагнитен, но только выше определенной температуры.

Картинки для детей

  • Все электроны в ферромагнетике имеют одинаковые спины

  • Электромагнитное динамическое движение магнитных доменов текстурированной электротехнической кремнистой стали

  • Микрофотография Керра поверхности металла, показывающая магнитные домены с красными и зелеными полосами, обозначающими противоположные направления намагниченности.

  • Движущиеся доменные стенки в зерне кремнистой стали, вызванные возрастающим внешним магнитным полем в направлении «вниз», наблюдаемые в микроскопе Керра. Белые области — домены с направленной вверх намагниченностью, темные области — домены с направленной вниз намагниченностью.

Использование ферромагнитных материалов – исследование QS

Ферромагнитные материалы обычно используются для энергонезависимого хранения информации на лентах, жестких дисках и т. д. Они используются для двух основных технологических применений: (i) в качестве умножителей потока, образующих ядро ​​электромагнитных машин, и (ii) в качестве накопителей либо энергии (магниты), либо информации (магнитная запись).Они также используются для обработки информации благодаря взаимодействию электрического тока и света с магнитным порядком. Железо, никель и кобальт являются примерами ферромагнитных материалов.

Использование ферромагнитных материалов

(i) Постоянные магниты

Идеальный материал для изготовления постоянных магнитов должен обладать высокой удерживающей способностью (остаточным магнетизмом) и высокой коэрцитивной силой, чтобы намагничивание сохранялось в течение более длительного времени. Примерами таких веществ являются сталь и альнико (сплав алюминия, никеля и кобальта).

(ii) Электромагниты

Материал, используемый для изготовления электромагнита, должен подвергаться циклическим изменениям. У них есть несколько неспаренных электронов, поэтому их атомы обладают чистым магнитным моментом. Они получают свои сильные магнитные свойства благодаря наличию магнитных доменов. Следовательно. идеальный материал для изготовления электромагнита должен иметь наименьшие потери на гистерезис. Кроме того, материал должен достигать высоких значений магнитной индукции B при низких значениях намагничивающего поля H.Мягкое железо предпочтительнее для изготовления электромагнитов, поскольку оно имеет тонкую петлю гистерезиса (рисунок) [небольшая площадь, поэтому меньшие потери на гистерезис] и низкую сохраняющую способность. Он достигает высоких значений B при низких значениях намагничивающего поля H.

(iii) Сердечник трансформатора

Материал, используемый для изготовления сердечника и дросселя трансформатора, очень быстро подвергается циклическим изменениям. Кроме того, материал должен иметь большое значение магнитной индукции B. Поэтому предпочтительным является мягкое железо с тонкой и высокой петлей гистерезиса.Некоторыми сплавами с низкими потерями на гистерезис являются радиометаллы, перн-сплав и мюметалл.

(iv) Магнитные ленты и память

Намагниченность магнита зависит не только от намагничивающего поля, но и от цикла намагничивания, которому он подвергся. Таким образом, величина намагниченности образца представляет собой запись циклов намагничивания, которые он претерпел. Следовательно, такая система может выступать в качестве устройства для хранения памяти.

Ферромагнитные материалы используются для покрытия магнитных лент в кассетном плеере и для создания хранилища памяти в современном компьютере.

Примеры: Ферриты (Fe, Fe 2 O, MnFe 2 O 4 и т. д.).

Ферромагнитные материалы находят широкое применение в таких устройствах, как электродвигатели и генераторы, трансформаторы, телефоны, громкоговорители, устройства магнитной записи, такие как кассеты, дискеты для компьютеров и магнитная полоса на обратной стороне кредитных карт.

определение ферромагнетика в The Free Dictionary

Парето-оптимальный параметрический синтез осесимметричных магнитных систем с учетом нелинейных свойств ферромагнетика.Техническая физика, 2012, том 57, № 7, с. интегрируемость неоднородного сферически-симметричного ферромагнетика Гейзенберга в произвольных размерах, «Журнал математической физики», том Кавита, «Локализованные спиновые возбуждения в анизотропном ферромагнетике Гейзенберга с взаимодействиями Дзялошинского-Мория», Physical Review B, том (датчики Холла расположены близко к одному из полюсов постоянного магнита и установлены во взаимно перпендикулярных направлениях так, что при приближении ферромагнетика к магниту фиксируемое датчиками магнитное поле изменяется).Как это обычно делается для простоты, мы предполагаем, что [OMEGA] [подмножество] [R.sup.3] ограничено идеально проводящей внешней поверхностью [[частная производная].sub.[OMEGA]], в которую ферромагнетик [omega] [ ??] [OMEGA] встроен, а [OMEGA]\[bar.[omega]] считается вакуумным. Поэтому мы предложили разработать электрохимически перестраиваемые магниты и продемонстрировали, что магнитными свойствами можно управлять с помощью электрохимической реакции [Fe.sup.III.sub.4] [[Fe.sup.II][(CN).sub.6].sub.3](ферромагнетик) + 4[K.sup.+] + 4[e.sup.- ] [??] + [K.sub.4] [Fe.sup.II.sub.4] [[Fe.sup.II][(CN)6].sub.3] (парамагнетик). Неодим-железо-бор магниты ([Nd.sub.2][Fe.sub.14]B) содержат неодим из группы элементов лантаноидов, а также железо (ферромагнетик) и бор. Гибридные системы ферромагнетик-сверхпроводник являются привлекательный предмет исследования из-за конкуренции между спиновой асимметрией, характерной для ферромагнетика, и корреляциями, индуцированными сверхпроводимостью [1, 2, 6].Это означает, что магнетизм не может возникнуть просто из элементарного никеля, который сам по себе является ферромагнетиком. Команда обнаружила, что все три соединения демонстрируют спонтанную намагниченность и характерный гистерезис при воздействии изменяющегося внешнего магнитного поля, что свидетельствует о дальнем магнитном упорядочении, мало чем отличающемся от неорганических магнитов.

Магнетизм — Типы магнетизма — Магнитный, Полевой, Температурный и Моментный

Пять основных типов магнетизма были обнаружены и классифицированы на основе магнитного поведения материалов в ответ на магнитные поля при различных температурах.Эти типы магнетизма: ферромагнетизм, ферримагнетизм, антиферромагнетизм, парамагнетизм и диамагнетизм.

Ферромагнетизм и ферримагнетизм возникают, когда магнитные моменты в магнитном материале спонтанно выстраиваются в линию при температуре ниже так называемой температуры Кюри, создавая результирующую намагниченность. Магнитные моменты выстраиваются в случайных при температурах выше точки Кюри, но упорядочиваются, как правило, по вертикали или, в особых случаях, по спирали (геликоиду) ниже этой температуры.В ферромагнетике магнитные моменты одинаковой величины располагаются на параллелей друг к другу. Напротив, в ферримагнетике моменты неравны по величине и порядку при антипараллельном расположении. Когда моменты равны по величине и упорядочение происходит при температуре, называемой температурой Нееля, в антипараллельном массиве, не дающем результирующей намагниченности, это явление называется антиферромагнетизмом. Эти переходы от беспорядка к порядку представляют собой классические примеры фазовых переходов.Другим примером фазового перехода является замерзание неупорядоченных молекул воды при критической температуре 32°F (0°C) с образованием упорядоченной структуры льда . Магнитные моменты, называемые спинами, локализованы на крошечных электронных магнитах внутри атомов твердого тела. Математически электронные спины равны угловому импульсу (вращательная скорость, умноженная на момент инерции) вращающихся электронов. Спины в ферромагнитном или ферримагнитном монокристалле самопроизвольно выравниваются, образуя макроскопический (крупномасштабный) намагниченный объект.Однако большинство магнитных твердых тел не являются монокристаллами, а состоят из монокристаллических доменов, разделенных доменными стенками. Спины выравниваются внутри домена ниже температуры Кюри, независимо от любого внешнего магнитного поля, но домены должны быть выровнены в магнитном поле, чтобы создать макроскопический намагниченный объект. Этот процесс осуществляется за счет поворота направления спинов в доменной стенке под действием магнитного поля, что приводит к смещению стенки и, в конечном итоге, к созданию одного большого домена с той же ориентацией спинов.

Парамагнетизм — это слабая форма магнетизма, наблюдаемая в веществах, которые проявляют положительную реакцию на приложенное магнитное поле. Этот отклик описывается его магнитной восприимчивостью на единицу объема , которая представляет собой безразмерную величину, определяемую отношением магнитного момента к напряженности магнитного поля. Парамагнетизм наблюдается, например, у атомов и молекул с нечетным числом электронов, так как здесь суммарный магнитный момент не может быть равен нулю .Диамагнетизм связан с материалами, имеющими отрицательную магнитную восприимчивость . Он встречается в немагнитных веществах, таких как графит , медь , серебро и золото, а также в сверхпроводящем состоянии некоторых простых и сложных металлов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.