Классификация веществ по магнитным свойствам

Диамагнетики– вещества, в которых в "чистом" виде проявляется диамагнитный эффект, являющийся результатом воздействия внешнего магнитного поля на молекулярные токи. Магнитный момент, возникающий при этом эффекте, направлен навстречу внешнему полю. Диамагнетизм присущ всем веществам. k_m = -(10^-6 – 10^-7), μ <1, k_m – слабо изменяется от температуры. Примеры диамагнетиков: все вещества с ковалентной химической связью, щелочно-галоидные кристаллы, неорганические стекла, медь, серебро, золото, цинк, ртуть, галлий и другие, водород, азот, вода и другие.

Парамагнетики – намагничиваются в направлении вектора магнитной индукции внешнего поля. k_m = (10^-6 – 10^-3), μ >1. k_m в большинстве случаев сильно зависит от температуры. При отсутствии внешнего магнитного поля магнитные моменты распределены хаотично (рисунок 8.1) и намагниченность вещества J = 0. Примеры парамагнетиков: щелочные и щелочно-земельные металлы, соли железа, кобальта, никеля, редкоземельных металлов, кислород, окись азота. Al, Na, Mg, Ta, W. Ферромагнетики - магнитные моменты атомов ориентированы параллельно друг другу с образованием магнитных доменов. k_m сильно зависят от Н внешнего магнитного поля и температуры. Ферромагнетики легко намагничиваются уже в слабых магнитных полях. k_m до 10⁶, μ» 1. Примеры ферромагнетиков: железо, никель, кобальт.

Антиферромагнетики– магнитные моменты атомов приобретают антипараллельную ориентацию и полностью компенсируют друг друга поэтому антиферромагнетики не обладают магнитным моментом. k_m = (10^-6 – 10^-3), μ >1. При температуре Нееля Т_н, (и выше) антиферромагнитный порядок разрушается и материал переходит в парамагнитное состояние. Примеры антиферромагнетиков: хром, марганец, цезий, неодим, самарий.

Ферримагнетики имеют доменную структуру, состоящую из двух или более подрешеток, которые образованы атомами (ионами) различных химических элементов или неодинаковым их количеством, и имеют различные по величине магнитные моменты, направленные антипараллельно.. k_m до 10⁶, μ» 1. При Т ≥ Т_н материал переходит парамагнитное состояние. К ферримагнетикам относятся некоторые оксидные соединения, например ферриты MnO*Fe₂O₃, BaO*6Fe₂O₃, (NiO*ZnO)Fe₂O₃, Li₂O*Fe₂O₃.

Рис. 8.1. Ориентация магнитных моментов в отсутствие внешнего магнитного поля

Магнитный гистерезис

Магнитный гистерезис вызывается необратимыми процессами намагничивания. (рисунок 8.2. а), где B_s - индукция насыщения; B_r - остаточная индукция; H_c - коэрцитивная сила., Изменение μ от Н показано на рисунке 8.2.б.

А б

Рис. 8.2. Кривая намагничивания и зависимость μ(Н)

Дата добавления: 2015-11-30