Ферромагнитные вещества ферромагнетики

Магнитные свойства. По отношению к магнитному полю все металлы делятся на три группы диамагнитные, парамагнитные и ферромагнитные. К диамагнитным веществам (обладающим отрицательной восприимчивостью к магнитному полю и оказывающим сопротивление силовым его линиям) относятся часть элементов I (Си, Ag, Ли), П группы (Ве, Zn, Сс1, Hg), П1 (Са, 1п, Т1) и IV группы (Се, Зп, РЬ) периодической системы. Металлы щелочных, щелочноземельных элементов, а также большинства -элементов хорошо проводят силовые линии магнитного поля, обладают положительной магнитной восприимчивостью. Они являются парамагнитными веществами и намагничиваются параллельно силовым линиям внешнего магнитного поля. Очень высокой магнитной восприимчивостью обладают Ге, Со, N1, Ос1, Ву. Они являются ферромагнетиками. Ферромагнетики характеризуются температурой, выше которой ферромагнитные свойства металла переходят в парамагнитные. Эта температура называется температурой Кюри. Для железа, кобальта и никеля эта температура составляет 768, 1075 и 362 °С, соответственно. [c.324]

К числу ферромагнетиков относятся железо, никель, кобальт, редкоземельные металлы от гадолиния до тулия, их соединения, сплавы, а также сплавы хрома и марганца и др. Особенностью ферромагнитных веществ является большое значение [х, а также то, что они сохраняют намагничивание и после того, как намагничивающее поле прекратило свое действие магнитная проницаемость (X и коэффициент % для них не являются постоянными [c.288]

Магнитные свойства ферромагнитных веществ зависят и от напряженности магнитного поля, и от температуры. Повышение температуры приводит к понижению магнитной восприимчивости и при некоторой температуре, называемой температурой Кюри, она резко снижается. Выше температуры Кюри ферромагнетик ведет себя как парамагнитное вещество. Для ферромагнитных веществ постоянная А равна температуре Кюри. [c.195]

Хотя теория среднего поля не согласуется с экспериментальными данными относительно равновесных критических точек именно потому, что пренебрегает пространственными флуктуациями и поэтому была заменена теорией ренормгруппы [6.6], она нередко позволяет получить хорошее описание неравновесных критических точек, по крайней мере в детерминированных условиях. Происходит это потому, что в неравновесных фазовых переходах, например в лазере или в хорошо перемешиваемых химических системах, пространственные флуктуации в действительности не играют роли. Хотя классическая теория среднего поля предсказывает одни и те же критические показатели для всех равновесных критических точек, таких, как критическая точка жидкость — газ, ферромагнитная критическая точка и т.д., все ее понятия лучше всего проиллюстрировать на переходе от парамагнетика к ферромагнетику. Параметром порядка для такого перехода является намагниченность образца т. Хорошо известно, что намагниченность обусловлена спином электронов в неполных ат-омных оболочках. Спины пребывают на наиниз-шем энергетическом уровне, если все они параллельны (вследствие квантового явления, известного под названием обменного эффекта ). Если температура образца равна нулю, то все спины параллельны, и существует конечная намагниченность — вещество ферромагнитно. Направление вектора намагниченности т не определено в изотропном случае возможны все направления. С ростом температуры Т тепловое движение нарушает идеальную выстроенность спинов. Но при не слишком высоких температурах существует заметная доля спинов, ориентированных в одном и том же направлении. Следовательно, намагниченность [c.372]

Внесение ферромагнитного вещества в магнитное поле приводит к переориентации электронных спинов в некоторых доменах в направлении силовых линий поля, в результате чего магнитный момент вещества растет. С ростом напряженности поля процесс переориентации спинов распространяется на все большее число доменов вплоть до полного магнитного насыщения ферромагнетика. [c.303]

Последовательное рассмотрение КФД должно исходить из всех возможных типов взаимодействия между частицами ферромагнитного вещества в носителе, в пределах частицы, между частицами и атомизированной фазой ферромагнетика. [c.244]

До сих пор речь шла о диамагнитных веществах, в которых отсутствуют неспаренные электроны, и о парамагнитных веществах, где такие электроны есть, но соответствующие им магнитные моменты в отсутствие поля ориентированы беспорядочно. Однако существуют твердые тела, в которых магнитные моменты ориентированы друг относительно друга определенным образом. Это ферромагнитные и антиферромагнитные вещества. К ферромагнитным веществам относятся N1, Со, Ре, некоторые окислы железа, хрома и др. Все ферромагнитные тела разбиты на участки (домены), в каждом из которых магнитные моменты ориентированы параллельно, т. е. и в отсутствие поля каждый домен уже полностью намагничен. Однако весь ферромагнетик в отсутствие поля может быть и не намагничен, так как ориентация доменов в этом случае беспорядочна и магнитные моменты компенсируются. При наложении магнитного поля домены поворачиваются таким образом, что все магнитные моменты устанавливаются параллельно друг другу в направлении поля. Такое коллективное поведение магнитных моментов, приводящее к огромным значениям магнитной восприимчивости (в 10 раз больше, чем у парамагнетиков), характерно именно для ферромагнитных веществ. [c.280]

Аналогичный интерес представляет применение эффекта Мессбауэра к изучению суперпарамагнетизма, который наиболее ярко проявляется при изучении магнитных свойств ультрамалых частиц ферромагнитного вещества. В этом случае каждая частица является однодоменным ферромагнетиком с двумя антипараллельными осями легкого намагничивания, и из-за тепловых флуктуаций в таких частицах должно отсутствовать явление магнитного гистерезиса. [c.76]

В ферримагнитных веществах взаимодействие между атомными магнитными моментами обусловливает антипараллельную ориентацию, как в антиферромагнитных веществах, однако при этом общие моменты в двух противоположных направлениях оказываются не одинаковыми, и результирующий магнитный момент не равен нулю. Свойства ферримагнитных веществ качественно подобны свойствам ферромагнетиков для них характерна температура перехода Кюри, выше которой вещество парамагнитно, а ниже — ферромагнитно. Однако общий магнитный момент, определенный в парамагнитной области, значительно превышает момент, полученный по данным измерения насыщения в ферромагнитной области. [c.819]

Из опыта известно, что для вещества, находящегося в ферромагнитном состоянии, характерно наличие спонтанного намагничивания . Это означает, что макроскопический кристалл ферромагнетика разбивается на ряд областей (доменов), каждая из которых обладает магнитным моментом при отсутствии внешнего магнитного поля. Однако магнитные моменты этих областей в обычных условиях (без внешнего поля) ориентированы беспорядочно, поэтому общий магнитный момент макроскопического ферромагнитного кристалла равен нулю. При наложении внешнего магнитного поля, [c.152]

Однако известно, что в реальных случаях это не так. Направление магнитных моментов флуктуирует во всех магнитных веществах. В ферромагнитных и антиферромагнитных материалах флуктуации магнитного момента отдельного атома около средней величины настолько быстры, что ядра видят только среднюю величину атомного момента, и поэтому магнитное сверхтонкое взаимодействие в точности такое же, как и во внешнем постоянном магнитном поле (возможность наблюдений таких флуктуаций в ферромагнетиках была проанализирована Каганом и Афанасьевым [117]). [c.71]

Магнитные силы могут возникать в тонкодисперсных системах наряду с рассмотренными силами. Их возникновение связано с наличием в дисперсных системах ферромагнетиков. Переработка дисперсных смесей, содержащих ферромагнитные переходные металлы (Ре, Со, Ni) и редкоземельные металлы (0(1, НЬ, Ву, Но, Ег, Тт), при температурах ниже точки Кюри осушествляется в условиях, когда эффект проявления магнитных моментов в неметаллических и металлических кристаллах невелик и не оказывает существенного влияния на физические и механические свойства этих веществ. [c.233]

Ферромагнитные вещества. Известны парамагнитные вещества, обладающие постоянной намагниченностью даже в отсутствие внешнего магнитного поля. Подобные вещества называются ферромагнитными. До недавнего времени ассортимент таких веществ был весьма невелик и ограничивался лишь железом, кобальтом, никелем, гадолиние.м, диспрозием, а также сплавами на их основе. В настоящее время к данным металлам добавилась большая группа неметаллических ферромагнетиков с высоким электросопротивлением, применяемых, в частности, в вычислительной технике. [c.302]

К парамагнетикам можно отнести также и ферро- и антиферромагнетики, правда, ферромагнитные свойства у органических веществ обнаруживаются крайне редко. Ферромагнетики - это сильномагнитные элементы и вещества с постоянной спонтанной намагниченностью, степень которой резко возрастает даже в очень слабых магнитных полях. Одновременно внешнее поле обеспечивает высокую степень ориентации элементарных моментов атомов. В обычных условиях ферромагнитными свойствами обладают железо, никель, кобальт, уран, гадолиний, при низких температурах - эрбий, диспрозий, тулий, гольмий, тербий. [c.30]

Для того чтобы образовалась высокоорганизованная диссипативная структура, необходимо не только нахождение системы вдали от равновесия, но и наличие взаимодействий множества частиц или степеней свободы. Возникновение бифуркаций существенно зависит от размера системы и возможно только, если он достигает определенного, критического значения. Например, фазовый переход парамагнитного вещества в ферромагнитное требует не только достижения точки Кюри, но и превышения характерного для этого явления размера ферромагнетика. Масштабность системы здесь необходима для того, чтобы образовавшийся на пути к созданию диссипативной структуры локальный бифуркационный активный центр имел возможность эволюционировать и распространяться на всю систему. Положение в этом отношении аналогично ситуации с каплей жидкости в пересыщенном паре. Если ее размеры меньше критических, то она неустойчива, а если диаметр капли превышает критическое значение, она начинает расти, и пар превращается в жидкость. Тот факт, что спонтанный процесс структурной организации наблюдается только у систем, размеры которых превышают критические величины, свидетельствует о том, что формирование диссипативной структуры начинается с возникновения зародышевых активных центров и далее развивается подобно цепным химическим реакциям. [c.456]

В биообъектах, по-видимому, встречаются практически все перечисленные классические механизмы генерации магнитных полей. Так, измерены магнитные поля, образуемые микрокристаллами магнетита Ре О (природного магнетика, обладающего ферромагнитными свойствами) в бактериях, нейронах медоносных пчел, акул, почтовых голубей [27]. У человека этот ферромагнетик обнаружен в надпочечниках. Предполагается, что микрокристаллы магнетита имеют эндогенное происхождение [261. Источниками магнитных полей организма могут быть и экзогенные вещества, попавшие в легкие асбест, цемент и ферромагнетики [221, [c.78]

Если в антиферромагнетике магнитные моменты атомов, направленные навстречу друг другу, не полностью взаимно компенсируются, такое явление называют нескомпенсированным антиферромагнетизмом или ферримагнетизмом. Ему отвечает наличие доменов в кристаллах, которые по поведению похожи на ферромагнетики.. Степень нескомпенсированности у различных ферромагнитных веществ неодинакова. Так, например, ферриты — Ре20а-М10 и РегОз-МпО — обладают сильным ферримагнетизмом. Низкая электропроводимость и сравнительно высокая магнитная проницаемость обусловили широкое применение ферритов в качестве магнитных материалов на высоких и сверхвысоких частотах. [c.194]

В этих антиферромагнетиках при низких темп-рах силы взаимодействия между носителями момента столь ве.пики, что в отсутствии внешнего поля магнитные моменты оказываются ориентированными по отношению друг к другу. В одних антиферромагнетиках эта ориентация приводит к полной взаимной компенсации моментов (нанр., Мп 2, в других аптиферромагне-тиках получается неполная компенсация (ферриты, манганаты, гранаты). В ферромагнетиках наблюдается полный взаимный параллелизм всех магнитных моментов. Измерение максимальной намагниченности этих веществ в очень сильных полях (так иаз. намагниченность насыщения а ) позволяет определить маг-пйтный момент, к-рый характеризует валентпость носителя момента. Т. обр., изучение магнитных свойств позволяет делать важные заключения о химич. связях переходных атомов в этого рода соединениях. То обстоятельство, что многие из этих веществ играют роль катализаторов, дало возможность применить М. к исследованию ироцессов гетерогенного катализа. Всякий раз, когда на новерхности катализатора происходит хемосорбция посторонних атомов илн молекул, возникает изменение магнитных моментов катализатора за счет образования двухэлектронных связей. Т. обр., исследование магнитных свойств катализаторов как в процессах их изготовления, так и в самих каталитич. реакциях позволяет вскрыть весьма интересные стороны механизма подобных процессов. Разумеется, обнаружение этих изменений в магнитных свойствах возможно только в том случае, если катализатор изучается в мелкодисперсной форме, при к-рой роль поверхностных слоев доминирует над ролью объема вещества. Однако нек-рые вещества в очень мелкодисперсном виде обнаруживают крайне неожиданные свойства, резко отличные от свойств тех же сплошных веществ, что сильно затрудняет интерпретацию опытов. Среди исследователей нет еще установившегося мнения относительно всех этих опытных данных. Возможно, что некоторые из этих результатов обусловлены ферромагнитным загрязнением (об этих загрязнениях см. ниже), внесенным в образец в процессе их изготовления. Впрочем, теория магнетизма показывает, что процессы намагничивания ферро- и антиферромагнитных веществ в мелкодисперсном виде имеют свою специфику, которую также необходимо учитывать в такого рода исследованиях. [c.503]

Ферромагнитные материалы. Термисторы. Железо, кобальт и никель, а такл<е и некоторые лантаноиды — типичные ферромагнитные вещества. Для них магнитная проницаемость 1 == В/Я зависит от напряженности магнитного поля Я. Она изменяется обычно по кривой, имеющей максимум (рис. 91, б), на рис. 91, а изображена кривая цамагничивания ферромагнетика ОБ [В = = / (Я)], показывающая изменение индукции В с ростом Я. Показано также изменение пндукции В при обратном изменении поля Я после того, как индукция достигает некоторого значения МБ, а Я — значенпя ОМ. При уменьшении Я индукция уменьшается ио кривой БР, а не БО. В точке Р при Я = —Яс начинается пере-магничивание материала. Величину Не, представляющую собой напряженность поля, противоположную по знаку [c.434]

Экспериментальное определение магнитной восприимчивости твердого тела оказывается очень простым, если вещество обладает только парамагнетизмом (и не имеет ферромагнетизма). Восприимчивость может быть определена либо по методу Гуи, в котором применяется однородное магнитное ноле, либо по методу Фарадея, в котором используется неоднородное поле. При исследовании ферромагнитных веществ, например железа, никеля ИЛИ кобальта, иногда оказывается более удобным измерять удельное намагничивание (где Н — напряженность магнитного поля), так как для ферромагнетиков восприимчивость имеет большую величину и зависит от наиря- [c.122]

Простые вещества. Физические и химические свойства. Железо, кобальт и никель представляют собой серебристо-белые металлы с сероватым (Ре), розоватым (Со) и желтоватым (Ni) отливом. Чистые металлы пластичны, однако даже незначительное количество примесей (главным образом углерода) повышает их твердость и хрупкость, что особенно заметно у кобальта. Все три металла ферромагнитны. При нагревании до определенной температуры (точка Кюри) ферромагнитные свойства исчезают и метгллы становятся парамагнитными. Переход ферромагнетика в парамагнетик не сопровожда- [c.489]

На этом прекращается аналогия между магнитными и электрическими эффектами, так как хо и %р имеют различные знаки, а соответствующие электрические величины (деформационная поляризация Рв и ориентационная поляризация Ро) — одинаковые знаки. Если рассматриваемое соединение не имеет постоянного магнитного дипольного момента, %р равно нулю и единсг-венным членом, дающим вклад в магнитную восприимчивость, окажется отрицательный член %в. В этом случае вещество называется диамагнитным. Оно менее проницаемо для магнитных силовых линий, чем вакуум, и в неоднородном магнитном поле будет перемещаться от более сильной к более слабой части неоднородного поля. Если же вещество обладает постоянным магнитным дипольным моментом, то положительный член /р перекрывает отрицательный член %в и молярная восприимчивость %м положительна. В таком случае говорят, что это вещество парамагнитно. Для магнитных силовых линий оно более проницаемо, чем вакуум, и, находясь в магнитном поле, перемещается от более слабой к более сильной его части. У сравнительно немногочисленных веществ, в основном металлов и сплавов, хм положительно и по величине приблизительно в 10 раз больше нормальных значений диамагнитной восприимчивости. Такие вещества называются ферромагнетиками (разд. 9.5). В этой главе ферромагнитные вещества не рассматриваются. [c.254]

Изучение ферромагнитных веществ иногда сопряжено с таким затруднением, которое не встречается в случае парамагнитных веществ. Это — демагнетизация, обусловленная присутствием любого ферромагнетика в поле. В зависимости от размеров, формы и удельного намагничивания образца напряженность поля, в которое может помещаться образец, уменьшается до 25% и более. При обычных термомагнитных измерениях вышеописанного типа влияние этого фактора незначителыю, но в случае больших, сильно магнитных образцов следует учитывать возможное изменение поля. [c.400]

Ферромагнитные (П) н антиферромагнитные ( ) вещества (ферромагнетики, соответственно антиферромагнетики). Параллельное или антипараллельное расположение магнитных моментов наблюдается у этих веществ ниже некоторой температуры, называемой точкой Кюри Тс- (Выше этой температуры магнитные моменты переориентированы.) Рассеяние нейтронов такилш решетками резко отличается от рассеяния парамагнитными ( / ) решетками. [c.170]

Простые вещества. Физические и химические свойства. В компактном кристаллическом состоянии железо, кобальт и никель представляют собой серебрпсто-белые металлы с сероватым (Ре), розоватым (Со) и желтоватым (N1 ) отливом. Чистые металлы пластичны, однако даже незначительное количество примесей (главным образом, углерода) повышает их твердость и хрупкость, что особенно заметно у кобальта. Все три металла ферромагнитны. При нагревании до определенной температуры (точка Кюри) ферромагнитные свойства исчезают и металлы становятся парамагнитными. Переход ферромагнетика в парамагнетик не сопровождается перестройкой кристаллической структуры и представляет собой фазовый переход 2-го рода, при котором отсутствует тепловой эфсрект превращения. [c.401]

Если пренебречь магнитным взаимодействием частиц коллоидного ферромагнетика, то взвесь однодоменных частиц можно рассматривать как парамагнитное вещество, т. е. намагниченность взвеси будет описываться уравнением (3.9.70). Существенно, что вследствие большой величины магнитного момента коллоидных частиц аргумент ро/иЯ / кТ функции Ланжевена даже в слабых полях может стать много больше единицы, и поэтому взвесь легко намагничивается до насыщения. Подчеркивая эту особенность парамагнетизма магнитных коллоидов, их называют суперпарамагнетиками. Один из самых доступных ферромагнитных материалов — магнетит (ЕсзОд). Его намагниченность насыщения 0,47 10 А/м. При размере частицы 10 м (объеме около 4 10м ) ее магнитный момент равен [c.658]

Внутрикристаллические магнитные поля, как это будет показано ниже, обусловлены специфическим строением электронных оболочек атома и могут существовать лишь в том случае, когда полный механический момент количества движения атома в веществе отличен от нуля. Величины этих полей в ферромагнитных и антиферромагнитных материалах составляют сотни килоэрстед. Если между спинами электронов в атомах существует сильное взаимодействие, как это имеет место, например, в ферромагнетиках, то возникает [c.66]

Из этой оценки видно, что дицоль-дицольные взаимодействия между магнитными моментами могут сцособствовать их взаимной упорядоченной ориентации только цри очень низких температурах — около 1 К. Однако, в реальных веществах с упорядоченной магнитной структурой ферромагнитное, ферримагнитное и антиферромагнитное состояния возникают и при высоких температурах в несколько сотен кельвинов. В табл. 12.1 даны температуры фазовых переходов в некоторых ферромагнетиках (Гс), ферри- (Гс/) и антиферромагнетиках (Г ). [c.284]

Осцилляторами реакций окисления-восстановления могут быть вещества и соединения, отличающиеся высокой реакционной способностью и обеспечивающие непрерывный процесс переноса электронов. Такими свойствами обладают прежде всего свободные радикалы. Они представляют собой отдельные атомы, их группы, молекулы, имеющие на внешней (валентной) орбитали неспаренный электрон. Способность осуществлять цепную реакцию обусловлена у них нескомпенсиро-ванными магнитными моментами неспаренных электронов, а легкость и быстрота вступления их в химическую реакцию -наличием свободной валентности. Характерным свойством свободных радикалов, связанным с электронным спиновым магнетизмом, является также их парамагнетизм. В отличие от большинства органических веществ клеток, являющихся диамагнетиками, отталкивающимися от магнита и ослабляющими поле, свободнорадикальные парамагнетики притягиваются полем и усиливают его. Особую роль могут играть радикалы с ферромагнитными свойствами, у которых величина добавочного поля в поле магнита ниже точки Кюри круто возрастает во много раз. При усилении поля магнита можно добиться увеличения добавочного поля, но лишь до определенного предела, после которого наступает насыщение. Выше точки Кюри ферромагнетики приобретают свойства парамагнетиков. Для определения зависимости магнитной восприимчивости от поля значение намагниченности следует разделить на соответствующие значения магнитной восприимчивости. Восприимчивость резко возрастает в области малых полей, достигает максимума, а затем убывает. [c.79]

Ферромагнетиками называются магнитные вещества, в которых собственная намагниченность в сотни и тысячи раз превосходит индукцию вызвавшего ее внешнего магнитного поля, т. е. к О [ 17, 19]. К ферромагнети кам относятся ферромагнитные полупроводники с общей химической формулой МОРгОз, где М — двухзарядный ион какого-либо металла (Си+ , 2п+ , N1+ ) [17, 19]. Предполагают, что могут существовать и органические ферромагнетики [14]. [c.78]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология