Ферромагнетики

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Ферромагнетик — упорядочивание магнитных моментов.

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). Иными словами, ферромагнетик — такое вещество, которое при температуре ниже точки Кюри, способно обладать намагниченностью в отсутствие внешнего магнитного поля.

Свойства ферромагнетиков[править | править исходный текст]

  • 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.
  • Для ферромагнетиков характерно явление гистерезиса.
  • Ферромагнетики притягиваются магнитом.

Представители ферромагнетиков[править | править исходный текст]

Среди химических элементов[править | править исходный текст]

Среди химических элементов ферромагнитными свойствами обладают переходные элементы Fe, Со и Ni (3 d-металлы) и редкоземельные металлы Gd, Tb, Dy, Ho, Er (см. Таблицу 1).

Таблица 1. — Ферромагнитные металлы

Металлы Tc, К Js0, Гс
Fe  1043   1735,2 
Co  1403   1445 
 Ni   631   508,8 
Gd  289   1980 
Металлы Tc, К Js0, Гс
Tb  223   2713 
Dy  87   1991,8 
Ho  20   3054,6 
Er  19,6   1872,6 


Js0 — величина намагниченности единицы объёма при абсолютном нуле температуры, называемая спонтанной намагниченностью. Tc — критическая температура, выше которой ферромагнитные свойства исчезают, и вещество становится парамагнетиком, 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[править | править исходный текст]

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, Nb или 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[править | править исходный текст]

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, Оксид хрома(IV) и 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.

См. также[править | править исходный текст]

Литература[править | править исходный текст]