Следы ферромагнетизма

Известны следующие разновидности магнитных эффектов диамагнетизм, парамагнетизм, ферромагнетизм и антиферромагнетизм. [c.190]

Как увидим ниже, следует различать ферромагнитную температуру Кюри Тс и парамагнитную 6, которые не совсем совпадают. Например, для никеля Тс = 631, 0 = 650 К для железа Та = 1043, 0 = 1093 К для кобальта Г, = 1393, 0 = 1428 К-Огромное большинство тел, миллионы известных, органических и неорганических веществ обнаруживают диамагнитные свойства [1]. Лишь в сравнительно небольшом количестве веществ диамагнетизм, присущий всей природе, перекрывается парамагнетизмом или ферромагнетизмом. [c.288]

Максимальный ферромагнетизм сплава, содержащего 72% железа и 28% кобальта, можно интерпретировать следующим образом. Атомы в этом сплаве имеют средний атомный номер 26,28 и, следовательно, 8,28 электрона вне аргонной оболочки. Эти электроны могут занимать девять орбиталей пять Зс -, одну 4 - и три Зр-орбитали. Однако, если бы все девять орбиталей были доступны для занятия электронами (6 для образования связи и остальные для вклада в ферромагнетизм), то число неспаренных электронов должно было бы возрастать и после того, как в сплаве будет содержаться 28% кобальта, достигая максимума в случае чистого кобальта, имеющего девять электронов сверх заполненной оболочки аргона. Тот факт, что максимальный ферромагнетизм достигается при 28% кобальта (8,28 электрона вне аргонной оболочки), показывает, что лишь 8,28 из девяти орбиталей доступны для занятия их электронами. Остальные 0,72 орбитали, приходящиеся на один атом, интерпретируются как металлическая орбиталь 72% атомов, как уже говорилось выше. [c.497]

Прежде всего следует разграничивать два вида магнетизма — диамагнетизм и парамагнетизм. Вещество, состоящее из диамагнитных атомов, слабо выталкивается магнитным полем сильного магнита. В противоположность этому парамагнитное вещество втягивается полем сильного магнита. У небольшого числа элементов, например железа, кобальта или никеля, соседние атомы способны взаимодействовать друг с другом таким образом, что при этом возникает особый вид магнетизма, называемый ферромагнетизмом. Такие элементы в чистом виде или в виде сплавов используются для изготовления всевозможных магнитов правда, здесь мы не будем подробно рассматривать явления ферромагнетизма. [c.86]

Здесь V — объем частицы. Следует отметить, что ферромагнетизм является результатом взаимодействия большого числа электронных спинов и потому он исчезает, если частицы становятся слишком малыми. Для ферромагнитных металлов (Ре, N1, Со) минимальный размер ферромагнитных частиц составляет около 1 нм (т. е. около одной тысячи атомов металла в одной частице). Для ферритов он в несколько раз больше. Например, для магнетита это около 4 нм. Таким образом, размер однодоменных частиц ограничен как сверху, так и снизу. [c.658]

Как следует из уравнения движения (2.3), такие рещения вообще не должны существовать для антиферромагнетиков без слабого ферромагнетизма (см. [5]). [c.131]

В предыдуш,их разделах было выдвинуто специальное требование относительно того, чтобы отдельные парамагнитные атомы одной молекулы или соседних молекул не влияли за счет создаваемых ими магнитных полей друг на друга другими словами, предполагалось достаточное магнитное разбавление. Для большинства координационных комплексов атмосфера атомов лигандов, окружаюш их ион переходного металла, обеспечивает такое магнитное разбавление, но нам следует ознакомиться и с теми случаями, когда ограничения, связанные с магнитным разбавлением, устранены. Если парамагнитные центры в веществе могут влиять друг на друга, возникают эффекты двух связанных между собой типов — ферромагнетизм и антиферромагнетизм. Влияние соседних магнитных диполей друг на друга проявляется в том, что они стремятся расположить соседние с ними магнитные диполи так, чтобы они были направлены либо в ту же самую сторону, либо в противоположную. Если на некоторое время пренебречь орбитальным угловым моментом иона и учитывать только спиновые угловые моменты двух соседних ионов, 1 и 3 , то можно описать взаимодействие между ними, отметив, что возникают два [c.402]

Данные табл. 1 показывают, что наблюдаемая величина магнитной восприимчивости железных катализаторов на угле значительно превосходит магнитную восприимчивость, вычисленную в предположении, что железо находится в виде отдельных атомов, т. е. отвечающую максимально возможному парамагнетизму катализаторов. Тем самым наши результаты свидетельствуют о том, что все образцы катализаторов, вплоть до очень малых степеней заполнения поверхности, ферромагнитны. По порядку величины магнитная восприимчивость этих образцов близка к магнитной восприимчивости механической смеси исходного угля с железным порошком. Результаты измерений различными методами на различных приборах удовлетворительно согласуются (следует учесть,что, поскольку мы имеем дело с ферромагнетизмом, величины должны зависеть от силы поля). [c.208]

В противоположность диамагнетизму и парамагнетизму как ферромагнетизм, так и антиферромагнетизм являются кооперативными явлениями, для которых характерно существование областей самопроизвольной намагниченности, называемых доменами. Прн температурах, лежащих значительно ниже точки Кюри, следовало бы ожидать, что в ферромагнитном веществе все магнитные моменты образца должны быть ориентированы параллельно. [c.195]

Различают следующие основные типы взаимодействия между веществом и магнитным полем диамагнетизм, парамагнетизм, ферромагнетизм, -антиферромагнетизм и ферримагнетизм. Знание магнитных свойств дает информацию об электронной структуре веществ. [c.811]

При работе с неорганическими твердыми телами всегда существенно важным является проведение измерений при нескольких напряженностях поля. Если восприимчивость заметно падает с повышением напряженности поля, то это означает, что образец обладает ферромагнетизмом, являющимся свойством либо самого исследуемого вещества, либо примеси. Для небольших величин ферромагнетизма поправки можно найти, построив график зависимости восприимчивости от обратной напряженности поля и экстраполировав кривую до 1/Н = 0. Однако эту поправку нельзя определить, если для измерения применяется метод Гуи, так как в методе Гуи часть образца неизбежно располагается вне поля насыщения. В случае образцов, которые могут содержать ферромагнитные примеси, от метода Гуи следует отказаться в пользу метода Фарадея, так как в этом методе весь образец может быть расположен в поле насыщения. [c.395]

Возможно, наиболее удивительной особенностью этих гелеобразных окислов является то, что встречающиеся в природе формы двуокиси марганца оказываются также магнитно разбавленными. Многие синтетические и природные образцы двуокиси марганца содержат ферромагнитные примеси. Однако тщательно приготовленный материал или хороший сорт африканской руды, не подвергавшейся обработке, фактически не имеют ферромагнетизма. Образец африканской руды, содержащий, согласно анализу, 56,7% марганца, обнаружил следующую восприимчивость [c.449]

Прежде всего опишем получение катализаторов. Чистая металлическая медь диамагнитна, и восприимчивость ее не зависит от напряженности поля. Продажная медь почти всегда содержит следы ферромагнитных примесей, которые попа.а ают в катализатор при его приготовлении, если не принять специальных мер для их удаления. На рис. 48 изображена зависимость кажущейся восприимчивости от обратной напряженности для нескольких образцов меди, которая обычно считается чистой. Следы ферромагнитных примесей часто можно вводить в твердый раствор, а затем устранить их ферромагнетизм посредством закалки образца при довольно высокой температуре. Однако такая обработка разрушает поверхность активного катализатора. [c.470]

Что касается первого недостатка, то он проходит по всей книге. Предпосланные автором теоретические введения в различных главах книги нельзя признать удовлетворительными. Там, где в этих вопросах имелись ошибки, мы их отметили в примечаниях. Следует иметь в виду, что советский читатель совсем недавно получил хорошие обзоры и монографии по теории магнитных явлений в их связи со строением вещества 1) С. В. Вонсовский, Современное учение о магнетизме, Успехи физических наук, т. 35, вып. 4 (1948) т. 36, вып. 1 (1948) т. 37, вып. 1, 2 (1949). 2) С. В. Вонсовский и Я. С. Шур, Ферромагнетизм, М., 1948. В них читатель найдет исчерпывающее изложение основ физики магнитных явлений. Автор настоящей книги настолько недостаточно владеет физикой вопроса, что упускает из вида многие весьма интересные и важные стороны явлений. Это обстоятельство служит лишним доказательством того факта, что прогресс магнетохимии зависит от тесного содружества физиков и химиков. [c.6]

Этими же авторами [87] было изучено влияние растворенного водорода на восприимчивость титана и циркония. Наличие растворенного водорода снижает примерно на 40% восприимчивость циркония при 295° К, когда водород находится в отношении 2 атома Н на 1 атом Zr. Водород также изменяет высокотемпературную аномалию в цирконии и снижает температуру максимума восприимчивости примерно до 900° К. Весьма интересно, что следы растворенного железа в присутствии растворенного кислорода могут осаждаться и вновь приобретать свой ферромагнетизм. [c.214]

Таким образом, гель окиси железа ведет себя в магнитном отношении подобно гелям окиси хрома и двуокиси марганца, обнаруживая лишь некоторые осложнения в связи с пеизбеж-Е1ыми следами ферромагнетизма. Наиболее важным результатом в случае железа является его малый магнитный момент. Этот. момент примерно на 23 /о меньше, чем только спиновое значение 6,0, которое обычно находят в магнитно разбавленных соединениях трехвалентного железа. Если это уменьшение приписать главным образом межкатионной ковалентной связи между соседними атомами железа, то можно видеть, что величина этого эффекта не сильно отличается от такового в окислах железа на посторонних носителях. Если бы в геле минимальные расстояния железо — железо были значительно большими, чем в более разбавленных окислах железа, нанесенных на посторонние носители, то мы могли бы ожидать увеличения магнитного момента. Тот факт, что момент невелик, означает, что расстояния железо — железо в геле имеют приблизительно нормальную величину и что низкое значение константы Вейса определяется в основном сильно уменьшенной величиной парамагнитного окружения. По аналогии этот вывод может быть также применен и к другим рассматриваемым окисным гелям. [c.452]

Явления, связанные с процессами упорядочения и разупорядоче-ния в кристаллических системах, получили общее название кооперативных явлений. В самом названии подчеркивается, что это явление присуще лишь совокупности частиц. Кооперативные явления (образование сверхструктуры в сплавах, расслаивание, ферромагнетизм и т. д.). обусловлены тем, что имеется различие в энергиях взаимодействия пар ближайших соседей разного типа. Теория кооперативных явлений есть статистическое рассмотрение простой модели, основанной на следующих допущениях [c.341]

Здесь следует обратить внимание на до сих пор нерешенную проблему теории ферромагнетизма. Почему ферромагнитные вещества сгруппированы так плотно в 1гериодическон системе элементов, а главное, сколько неепаренных электронов атома могут вносить вклад в магнитные характеристики ферромагнети- [c.140]

Так как нри Г=0 ориентация моментов частиц произвольна, а спонтанный момент в каждой частице сохраняется, т. е. ферромагнетизм как феномен еще не исчез, и так как ву зависит от концентрации и условий эксперимента, то эта точка является условной, и ее можно назвать внешней точкой Кюри, имея в виду, что при этой температуре исчезает корреляция между локально упорядоченными областями, т. е. рвутся связи между частицами. Согласно Семенченко [26], переход такого рода следует назвать ложным фазовым переходом II рода, поскольку выше Т=д , коллектив частиц как конденсированная система однонаправленных моментов существовать не может. Как легко убедиться, [c.228]

L — полный орбитальный угловой момент, а S —полный спиновый угловой момент (в единицах k /2я) набора электронов в атоме (стрелка показывает, что это векторные величины единицей магнитного момента является здесь магнетон Бора=0,927-10" эрг1гаусс). Наличие Набора таких магнитных диполей придает парамагнитному веществу его характерное свойство на него действует сила в направлении магнитного поля, т. е. в направлении, противоположном действию силы на диамагнитное вещество. Это приводит также к закону Кюри — Вейсса для зависимости восприимчивости (х) парамагнетика от температуры X ос1/7. Ферромагнетизм и антиферромагнетизм возникают вследствие взаимодействий между диполями соседних атомов [83, 111]. Следует указать, что, поскольку и спиновые и орбитальные угловые моменты электронов заполненных оболочек компенсируют друг друга, вследствие чего суммарные моменты равны нулю, такая система не обладает парамагнетизмом, но у нее остаются только диамагнитные эффекты именно по этой причине парамагнетизм обнаруживается только в рядах ионов переходных металлов и лантанидов. [c.371]

Для молекул с атомными связями выполняется в общем правило Льюса при четном общем числе электронов общий магнитный момент молекулы равен нулю, при нечетном числе электронов момент равен 1,73 магнетона, т. е. соответствует магнитному спиновому моменту электрона. (Исключение из этого правила представляют молекулы О2 и N0). В кристаллических решетках, построенных из атомов или сильно деформированных ионов, соотношения оказываются болев сложными. Обнаруживающиеся в них влияния на парамагнетизм еще не выяснены окончательно. Предположение о том, что явления ферромагнетизма и антиферромагнетизма определяются взаимным магнитным сопряжением атомов, обусловленным атомными связями, простирающимися через всю кристаллическую решетку, кажется хорошо обоснованным. Ферромагнетизм проявляется, если существуют атомные связи с параллельными электронными спинами (в противоположность обычному случаю ). Проходящие через весь кристалл атомные связи с антипараллельными спинами обусловливают антиферромагнетизм. Во многих случаях на основании изучения магнитных свойств оказывается возможным сделать однозначное заключение о строении. Это следует показать на нескольких примерах. [c.341]

Информация, получаемая при исследовании ферромагнитных катализаторов, существеппо отличается от информации, получаемой при изучении явлении парамагнетизма и диамагнетизма. Ферромагнетизм присущ ограниченному кругу элементов, например железу, кобальту, никелю, гадолинию, и несколько большей группе соединений и сплавов этих элементов, а также некоторым соединениям, сплавам и элементам, а именно марганцу и хрому, являющимся потенциальными ферромагнетиками [11]. В общем случае эти соединения и сплавы являются магнитноконцентрированными, т. е. имеют такую структуру, в которой каждый магнитный диполь взаи.модействует с другими диполями на небольших расстояниях [8]. Как и следовало ожидать, соединения внедрения типа гидридов, боридов, нитридов и карбидов часто ферромагнитны. [c.425]

В настоящем обзоре рассматривается в основном качественная сторона взаимодействий металл — металл, важных с точки зрения неорганической химии. Особое внимание будет уделено кластерам, поскольку в таких системах нет необходимости рассматри. вать более сложные проблемы, связанные с кооперативными магнитными явлениями (ферромагнетизмом, антиферромагнетизмом, ферримагнетизмом и т. д.), происходящими во всей кристаллической решетке. В качестве теоретической основы для обсуждения избрана модель Гейзенберга — Дирака — Ван Флека (ГДВФ), которая несмотря на то, что она является слишком упрощенной, сохраняет свое значение для проблемы взаимодействия металл — металл и сегодня. Данный обзор ни в коей мере не претендует на полноту освещения этой обширной области рассматриваются лишь такие кластеры, для которых имеются достаточно подробные экспериментальные данные о магнитных свойствах. Здесь следует указать на подробный обзор методов расчета обменных взаимодействий по экспериментальным данным, приведенный в книге Смарта [19]. [c.295]

Решение. В этих сплавах 8,28 орбитали доступны для занятия электронами, находящимися вне оболочки аргона. Сплав, содержащий 44% N1 и 56% Си, имеет в среднем 10,56 электрона на атом. Из этих электронов 6 являются связывающими, которые занимают 6 из 8,28 орбитали. Оставпшеся 4,56 электрона занимают остальные 2,28 орбитали поскольку отношение числа алектронов к числу орбиталей в данном случае равно 2, все эти электроны снаренные. Отсюда следует, что в рассматриваемом сплаве нет неспаренных электронов, и поэтому он не обладает ферромагнетизмом. [c.515]

Статистический расчет структуры поверхности. 1. Поверхностное плавление, шероховатость и модель Изинга. Вслед за Ли и Янгом [30] Бартон и Кабрера [40] (см. также статью Бартона и др. [41]) обнаружили, что найденное Онсагером решение для модели ферромагнетизма по Изингу приложимо при анализе фазовых превращений двумерных молекулярных структур. Бартон и Кабрера предполагали рассчитать, как с ростом температуры увеличивается шероховатость поверхности кристалла, которая вначале была плотноупакованной. Они рассматривали грань (100) кристалла с простой кубической решеткой, считая ее идеально гладкой (т. е. не содержащей вакансий) при температуре Г = 0. Потенциальная энергия взаимодействия между двумя ближайшими атомами считалась равной ф, т. е. по ф/2 на атом. Если же тот или иной поверхностный атом расположен выше соседнего на один или несколько периодов решетки, то одна связь с ближайшим соседним атомом считается порванной, так что подобная конфигурация обладает избыточной энергией ф/2 на атом. Мера шероховатости поверхности Sr определяется следующим образом Sr = U—Uq) Uo, где С/о(=ф/2) и и — удельные потенциальные энергии соответственно идеально гладкой грани и реальной поверхности. Ясно, что Sr — О для гладкой грани и Sr > О в реальном случае. Эта двумерная структура с двумя уровнями точно соответствует модели Изинга, и, следовательно, ей свойственно свое фазовое превращение ( поверхностное плавление ) при температуре Тс- Из [c.378]

Большинство металлов либо парамагнитны, либо диамагнитш и лишь очень немногие — ферромагнитны. О ферромагнитных м таллах и сплавах речь будет идти в следующей главе. Одна . здесь следует указать, что, вообще говоря, очень фундаментал ного различия между ферромагнитными и парамагнитным веществами не существует. Все ферромагнитные вещества стан вятся парамагнитными, если их нагреть выше точки Кюри. Hao6i рот, у многих парамагнитных веществ наблюдается зависимое . восприимчивости от силы поля, а в некоторых веществах да зачатки ферромагнетизма, если их охладить до очень низких теь ператур. [c.202]

Наиболее интересным элементом этой группы является га линий, который, как это ясно из исследований Урбэна, Вейсг Тромба [73, 74], ферромагнитен уже при комнатной температу] Хорошо известно, что для веществ, которые (следуют зако Вейса, х = С1(Т- - Д). Зарождающийся ферромагнетизм час появляется, когда Т -4- д становится очень малым или orpnuaTej ным. В этом случае постоянная молекулярного поля Д, выражс ная в градусах с обратным знаком, примерно равна температу Кюри. Неель [75] приводит данные о точках Кюри ряда редк земельных металлов групп иттрия. Эти данные приведе( в табл. 36. [c.210]

Вопрос о ферромагнетизме имеет очень важное практическ значение, но, к сожалению, до сих пор он еще не занял должно места в магнетохимии. В настоящее время существует достаточ доказательств того, что ферромагнетизм не столь редок в пр роде, как это полагали раньше, и что структуру многих химич ских веществ можно выяснить с помощью исследования ) ферромагнитных свойств. Однако дать простое и в то же вре точное определение ферромагнетизма—довольно трудная з дача. Следуя Биттеру[1], мы можем констатировать, что ферр магнитным является такое вещество, магнитные свойства кот рого подобны железу. Отличие ферромагнетизма от диа-парамагнетизма можно уяснить себе из следующего. [c.224]

Из других ферромагнитных соединений железа следует уп мянуть карбиды, нитриды и бориды. Значительный интерес пре, ставляет собой цементит Fe3 благодаря его влиянию на магни ные свойства стали. Он имеет довольно высокую интенсивное насыщения и точку Кюри примерно 215° С. Вероятно, и др гие соединения железа являются ферромагнитными, особен Зиагнитноконцентрированные. На самом деле, как уже было пок. зано, зарождающийся ферромагнетизм, особенно при низке температуре, является довольно общим явлением. [c.242]

Такие исследования, как правило, производились на образц найденных в природе или не подвергавшихся никакой обработ Однако следовало бы распространить этот метод для исследова образцбв, которые подвергались предварительному восстанов нию водородом или тепловому воздействию. Тогда можно было обнаружить скрытый ферромагнетизм, как, например, нали следов парамагнитной окиси железа. [c.252]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология