Магнітні властивості кристалів

Під магнітними властивостями розуміють здатність тіл взаємодіяти з магнітним полем.

Відомо, що будь-яка електрично заряджена частинка під час руху утворює власне магнітне і тим самим взаємодіє із зовнішнім магнітним полем. Таким чином, магнетизм – універсальна властивість будь-якої речовини, так як матерія не уявляється без руху.

Мірою намагніченого стану речовини слугує намагніченість або магнітний момент одиниці об ’ єму. Поміж та магнітним полем існує просте співвідношення:

æ ·

де æ – магнітна сприйнятливість речовини.

В залежності від величини та знаку магнітної сприйнятливості (æ) розрізняють діамагнітні, парамагнітні, феромагнітні та антиферомагнітні кристали; магнітна структура цих кристалів наведена на рис.4.7.

В діамагнітних кристалах атоми немагнітні, тому що магнітні моменти окремих електронів скомпенсовані (æ негативна та дуже мала). Магнітна сприйнятливість діамагнетиків не залежить ні від температури, ні від напруженості зовнішнього магнітного поля(); вона пропорційна порядковому номеру елемента. У зовнішньому магнітному полі ці кристали намагнічуються у напрямку, протилежному полю, внаслідок чого відштовхуються із областей більш сильнішого поля. Діамагнетиками є самородна мідь, хлористий натрій, свинець, цинк, кремній, мармур тощо.

Парамагнітні, феромагнітні та антиферомагнітні кристали або повністю складаються із магнітних атомів, або утримують їх у якості домішок. Відрізняються ці кристали один від одного розташуванням їх магнітних осей, тобто осей найбільшої намагніченості.

У парамагнітних кристалах лише незначна частина розташованих безладно магнітних осей орієнтується паралельно прикладеному магнітному полю; æ кристалів позитивна, але мала. Парамагнітними властивостями володіють атоми або молекули, які мають непарне число електронів (неспарені електрони). Такі тіла намагнічуються у напрямку поля та втягуються у області з максимальною напруженістю. Парамагнітними є кристали піриту, калію, алюмінію тощо.

У феромагнітних кристалах (напр., самородне залізо) магнітні осі орієнтовані взаємно паралельно, æ позитивна і дуже велика, вона залежить від напруженості зовнішнього магнітного поля . Окрім заліза, до цієї групи входять нікель, кобальт, гадоліній, диспрозій, тулій, гольмій та тербій; до того ж у п`яти останніх рідкоземельних елементів феромагнітні властивості виявляються тільки при дуже низьких температурах. Феромагнетиками можуть бути сплави декількох феромагнітних елементів, сплави феромагнітних елементів з не феромагнітними і навіть сплави із не феромагнітних елементів (гейслерові сплави).

У антиферомагнітних кристалах магнітні осі орієнтовані антипаралельно. Їх магнітні скомпенсовані, æ позитивна, але мала. Антиферомагнетиками є гематит,тощо.

У випадку некомпенсованих магнітних моментів кристали виділяються під назвою ферімагнітних, æ позитивна і дуже велика. Такі кристали, (напр., магнетит) утворюють навколо себе своє магнітне поле. Ферімагнетики (ферити) являють собою тверді розчини,

(в), антиферомагнітного (г) і ферімагнітного (г) кристалів

які складаються із окису заліза та окисів одного або декількох металів. Загальна формула феритів , де – двовалентний метал. До складу феритів можуть входити окисли літію, свинцю, кадмію міді, марганцю тощо. Ферити широко використовуються для виготовлення постійних магнітів, широко використовуються у якості комірок пам`яті , у радіолокації, у електроакустиці тощо.

Дата добавления: 2014-10-22