Ферромагнетики

Відео: 27.04-2 Пояснення властивостей феромагнетиків

Схематичне зображення паралельної орієнтації магнітних моментів атомів в основному стані феромагнетика ферромагнетики - деякі метали (залізо, нікель, кобальт, гадоліній, марганець, хром і їхні сплави) з великою магнітною проникністю, що проявляють явище гістерезіса- розрізняють м`які ферромагнетики з малої коерцитивної силою і тверді ферромагнетики з великою коерцитивної силою. Ферромагнетики використовуються для виробництва постійних магнітів, сердечників електромагнітів і трансформаторів.
Властивості феромагнетиків пов`язані з наявністю в їх структурі груп атомів, які називаються доменами, які вже мають узгоджену орієнтацію елементарних магнітних полів. Орієнтація полів самих доменів, яка відбувається при намагнічуванні, створює власне поле речовини значно сильніше, ніж у інших магнетиків, в яких відбувається лише часткова орієнтація елементарних полів атомів речовини. Орієнтація полів доменів значною мірою зберігається і після припинення дії зовнішнього поля. Така суть залишкового намагнічування. Однак інтенсивне теплове рух може зруйнувати цю орієнтацію, тому при високій температурі феромагнітні речовини втрачають свої магнітні властивості.


Феромагнетизм виникає в речовинах, в яких як наслідок обмінного взаємодії, спін електронів вигідно орієнтуватися паралельно. В результаті такої узгодженої орієнтації спінів виникає макроскопічний магнітний момент, який може існувати навіть без зовнішнього магнітного поля. При температурі, що перевищує певну критичну (температура Кюрі), обумовлено тепловим рухом хаотичне розупорядкування бере верх над обмінної взаємодією і феромагнетик переходить в парамагнітний стан.


Завдяки спін-орбітальному взаємодії орієнтація спінів в неізотропніх середовищах не є довільною. Кристали феромагнітних речовин характеризуються так званими осями легкого намагнічування - кристалографічними напрямками, в яких орієнтується магнітний момент феромагнетика при відсутності зовнішнього магнітного поля. У слабкому магнітному полі, якщо його напрямок не збігається з віссю легкого намагнічування, індукований магнітний момент може не збігатися з напрямком магнітного поля. У сильних магнітних полях вплив осі легкого намагнічування повністюпригнічується.
При температурі нижче температури Кюрі, магнітні моменти електронів сусідніх атомів у феромагнетику орієнтовані паралельно, однак зазвичай ця орієнтація не поширюється на все тіло. Слабка магнітна взаємодія між окремими сумарними моментами значних областей перешкоджає їх росту. Тому феромагнетик розбивається на окремі області повної намагніченості, так звані магнітні домени. Магнітні домени можуть орієнтуватися довільним чином, тому для феромагнетика існує розмагнічені стан. У цьому стані, незважаючи на локальне намагнічування, тіло з феромагнітної речовини не є магнітом. Крім розмагніченого стану, феромагнітна тіло може перебувати в намагніченому стані, коли переважна кількість доменів має однакову орієнтацію магнітних моментів. Намагнічений стан може зберігатися, коли зовнішнє магнітне поле відсутнє.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!