293 К) становить 10-7 - 10-4.
Парамагнетиками - магнетик з переважанням парамагнетизму і відсутністю магнітного атомного порядку. Парамагнетик намагнічується в напрямку зовнішнього магнітного поля, тобто має позитивну магнітну сприйнятливість, яка в слабкому полі при не дуже низькій температурі (тобто далеко від умов магнітного насичення) не залежить від напруженості поля. Оскільки вільна енергія парамагнетика знижується в магнітному полі, при наявності градієнта поля він втягується в область з більш високим значенням напруженості магнітного поля. Конкуренція діамагнетизму, поява далекого магнітного порядку або надпровідності обмежують область існування речовини в парамагнітному стані [2, с.299].
Парамагнетиками містить, принаймні, один з наступних типів носіїв парамагнетизму.
а) Атоми, молекули або іони з некомпенсованими магнітними моментами в основному або збудженому станах з енергією збудження Ei «kТ. Парамагнетики цього типу володіють орієнтацією ланжевеновскім парамагнетизмом, що залежать від температури Т по Кюрі закону або Кюрі - Вейса закону, в них можливе магнітне упорядкування. [Схожий по проявах магнетизм неоднорідних систем малих ферро- або феррімагнітних однодоменних частинок (кластерів) в рідинах або твердих матрицях виділений в особливий вид - суперпарамагнетізм].
Цей тип носіїв присутній в парах металів непарної валентності (Na, Тl); в газі молекул О2 і NO; в деяких органічних молекулах з вільними радикалами; в солях, окислах та ін. діелектричних з'єднаннях 3d-, 4f-, і 5f-елементів; в більшості рідкоземельних металів.
б) Ті ж частинки, що мають орбітальний магнітний момент у збудженому стані з енергією збудження Ei «kТ. Для таких парамагнетиков характерний не залежний від температури поляризаційний парамагнетизм.
Цей тип носіїв парамагнетизму проявляється в деяких з'єднаннях d- і f-елементів (солі Sm і Eu та ін.).
в) колективізувати електрони в частково заповнених енергетичних зонах. Їм притаманний порівняно слабко залежний від температури спіновий Паулі-парамагнетизм, як правило, посилений межелектронного взаємодіями. У d-зонах парамагнетизм спину супроводжується помітним ванфлековскім парамагнетизмом.
Подібний тип носіїв переважає в лужних і лужноземельних металах, d-металах і їх интерметаллических з'єднаннях, актиноіда, а також у добре провідних іон-радикальних органічних солях:
O2 LiCaAl
EuCl3 PtU
В) Феромагнетики
Феромагнетизм - магнітовпорядкованих стан речовини, при якому всі магнітні моменти атомних носіїв магнетизму в речовині паралельні, і воно має мимовільної намагніченістю [2, с.301].
Малюнок 6.1 - Феромагнітна (колінеарна) атомна структура гранецентрованою кубічних грат. Нижче точки Кюрі? стрілками позначені напрямки атомних моментів; Js - вектор сумарної намагніченості одиниць об'єму.
Паралельна орієнтація магнітних моментів (малюнок 6.1) встановлюється при температурах Т нижче критичної температури Кюрі?. Часто феромагнетизм називається сукупністю фізичних властивостей речовини в зазначеному вище стані. Речовини, в яких встановився феромагнітний порядок атомних магнітних моментів, називаються феромагнетиками.
Малюнок 6.2 - Крива безгістерезісного намагнічування (0Bm) і петля гістерезису полікристалічного заліза. Значенню індукції Вт відповідає намагніченість насичення Js
Магнітна сприйнятливість? феромагнетиків позитивна (? gt; 0) і досягає значень 104-105; їх намагніченість J і магнітна індукція В=H + 4? J (в СГС системі одиниць або В=(H + J)/?0 в одиницях СІ) ростуть зі збільшенням напруженості магнітного поля H нелінійно (малюнок 5.2) і в полях до 100 Е (7,96 · 103 А/м) досягають граничного значення Js - магнітного насичення і ВТ Значення J залежить від «магнитострикции передісторії» зразка, що робить залежність J від H неоднозначною (спостерігається магнітний гістерезис). При намагнічуванні феромагнетиків змінюються їх розміри і форма, тобто спостерігається магнітострикція. Є і зворотний ефект - криві намагнічування і петлі гистерезиса залежать від зовнішніх механічних напруг. У феромагнітних монокристалах спостерігається магнітна анізотропія - відмінність магнітних властивостей по різних кристалографічних напрямах. У полікристалах з хаотичним розподілом орієнтації кристалічних зерен анізотропія в середньому за зразком відсутній, але при неоднорідному розподілі орієнтації вона може спостерігатися (текстура магнітна).
феромагнетика - речовина, в якому нижче певної температури (Кюрі точки) - встановлюється феромагнітний порядок магнітних моментів атомів або іонів (в неметалічн...
