- Ферромагнетик
-
Содержание
Определение
Ферромагнетики — вещества (как правило, в твёрдом кристаллическом или аморфном состоянии), в которых ниже определённой критической температуры (точки Кюри) устанавливается дальний ферромагнитный порядок магнитных моментов атомов или ионов (в неметаллических кристаллах) или моментов коллективизированных электронов (в металлических кристаллах). Ландау предсказал существование диамагнетизма свободных электронов.
Свойства ферромагнетиков
- Ферромагнетики сильно втягиваются в область более сильного магнитного поля.
- Магнитная восприимчивость ферромагнетиков положительна и значительно больше единицы.
- При не слишком высоких температурах ферромагнетики обладают самопроизвольной (спонтанной) намагниченностью, которая сильно изменяется под влиянием внешних воздействий.
Представители ферромагнетиков
Среди химических элементов
Среди химических элементов ферромагнитны переходные элементы Fe, Со и Ni (3 d-металлы) и редкоземельные металлы Gd, Tb, Dy, Er. (См. Таблицу 1)
Таблица 1. — Ферромагнитные металлы
Металлы Tc², К Js0 ¹, Гс Fe 1043 1735,2 Co 1403 1445 Ni 631 508,8 Gd 289 1980 Металлы Tc², К Js0 ¹, Гс Tb 223 2713 Dy 87 1991,8 Ho 20 3054,6 Er 19,6 1872,6 ¹ Js0 — величина намагниченности единицы объёма при абсолютном нуле температуры, называемая спонтанной намагниченностью.
² Tc — критическая температура, связанная с фазовым переходом из парамагнитного в ферромагнитное состояние, называемая точкой Кюри.Для 3d-металлов и Gd характерна коллинеарная ферромагнитная атомная структура, а для остальных редкоземельных ферромагнетиков — неколлинеарная (спиральная и др.; см. Магнитная структура).
Среди соединений
Ферромагнитны также многочисленные металлические бинарные и более сложные (многокомпонентные) сплавы и соединения упомянутых металлов между собой и с другими неферромагнитными элементами, сплавы и соединения Cr и Mn с неферромагнитными элементами (так называемые Гейслеровы сплавы), соединения ZrZn2 и ZrxM1-xZn2 (где М — это Ti, Y, Hf), Au4V, Sc3In и др. (Таблица 2), а также некоторые соединения металлов группы актиноидов (например, UH3).
Соединение Tc, К Соединение Tc, К Fe3AI 743 TbN 43 Ni3Mn 773 DyN 26 FePd3 705 EuO 77 MnPt3 350 MnB 578 CrPt3 580 ZrZn2 35 ZnCMn3 353 Au4V 42–43 AlCMn3 275 Sc3ln 5–6 Другие известные
Особую группу ферромагнетиков образуют сильно разбавленные растворы замещения парамагнитных атомов, например Fe или Со в диамагнитной матрице Pd. В этих веществах атомные магнитные моменты распределены неупорядоченно (при наличии ферромагнитного порядка отсутствует атомный порядок). Ферромагнитный порядок обнаружен также в аморфных (метастабильных) металлических сплавах и соединениях, аморфных полупроводниках, в обычных органических и неорганических стёклах, халькогенидах (сульфидах, селенидах, теллуридах) и т. п. Число известных неметаллических ферромагнетиков пока невелико. Это, например, ионные соединения типа La1-x CaxMnO5(0,4 > x > 0,2), EuO, Eu2SiO4, EuS, EuSe, EuI2, CrB3 и т. п. У большинства из них точка Кюри лежит ниже 1 К. Только у соединений Eu, халькогенидов, CrB3 значение Q ~ 100 К.
Применение
Литература
- К.М. Хёрд - Многообразие видов магнитного упорядочения в твёрдых телах
- Тябликов С. В. Методы квантовой теории магнетизма. 2-е изд. — М., 1975.
См. также
- Парамагнетики
- Диамагнетики
- Антиферромагнетики
- Ферримагнетики
- Сперомагнетики
- Асперомагнетики
- Гелимагнетики
- Спиновые стёкла
- Миктомагнетики
- Сперимагнетики
Wikimedia Foundation. 2010.