-
Існування гістерезису намагнічення – речовина може мати залишкову намагніченість, і крім того, можливе спонтанне намагнічення зразка.
Fig 83
В(2) – залишкова намагніченість
0 = В(3) –
відповідає
- коерцитивній силі
– це таке
зовнішнє поле, яке ліквідовує залишкову намагніченість.
-
Існування температури Кюрі – температура вище якої зникають феромагнітні властивості речовини. Для
справедливий закон Кюрі – Вейса :
.
Fig 84
При температурі більшій за
феромагнетик стає звичайним парамагнетиком.
До основних феромагнетиків відносять
наступні речовини: Залізо(Fe),
Нікель(Ni),
Кобальт(Co),
Гадоліній(Gd).
Феромагнітними є їхні сполуки,
які можуть бути як провідниками, так і
напівпровідниками. Феромагнетики широко
застосовуються в різних галузях
електроніки : 1)
Феромагнітне осердя трансформаторів,
феромагнітні деталі електричних моторів
та генераторів – використовують магнітно
- м'які феромагнетики. В цих речовин
петля гістерезису надзвичайно вузька.
При перемагнічуванні
феромагнетика виконується
така робота на одиницю його
маси:
.
Виконання цієї роботи є
джерелом втрат в трансформаторах, тому
площа обмежена петлею має бути мінімальною.
Іншим джерелом втрат в таких машинах є
виникнення струмів Фуко в осердях.
Пластини трансформаторів не є єдиним
цілим, а являють собою сукупність
паралельних пластин. Поширене створення
осердь на напівпровідниковій основі
(такими речовинами є ферити).
2)Системи магнітного запису (магнітної пам'яті) – створюються на основі магнітно твердого матеріалу. Його перевага над магніто –м’яким матеріалом в тому, що він довго зберігає стан намагніченості і сам по собі не може розмагнічуватись на відміну від магнітно м'яких матеріалів, в яких практично немає залишкової намагніченості.
Механізм виникнення властивостей феромагнетиків :
Феромагнетики – речовини, в яких існують незаповнені d-стани (3d, 4d), тобто це так звані напівметали. Наприклад, для заліза 6 електронних станів d-орбіталі з 10 є заповненими:
Fe
-
↑↓
↑↓
↑↓
Можуть реалізовуватися різні конфігурації розміщення електронів по станах. Якщо попарно (як на малюнку), то дана електронна оболонка не має магнітного моменту. В ряді випадків розташування електронів є непарним:
-
↓↑
↓
↓
↓
↓
В таких випадках атом має
значний магнітний момент. Дана ситуація
реалізується в феромагнетиках при
,
більш того атоми формують макроскопічні
ділянки, які називають доменани, що
намагнічуються до насичення(всі магнітні
моменти всіх атомів в межах домена
напрямлені в один бік).
Накладання зовнішнього поля призводить до орієнтації магнітних моментів доменів, тобто речовина легко намагнічується. Домени, які не можуть переорієнтуватися спочатку зменшуються, а потім руйнуються:
Початкове
розташування Накладання поля Кінцеве розташування
Fig 85
При
за рахунок теплового руху домени
руйнуються і речовина стає звичайним
парамагентиком.
Антиферомагнетики - речовини теж на основі перехідних атомів (наприклад
Gr (хром)) В
антиферомагнетиках за рахунок сил
обмінної взаємодії в d –станах реальна
ситуація подібна до розташування
електронів в атомі заліза (див. верх).
{спіни попарно протилежної орієнтації},
в результаті цього антиферомагнетики
є дуже слабкими парамагнетиками. Для
антиферомагнетиків існує температура
Нееля, вище якої антиферомагнітні
властивості зникають (руйнуються); вони
стають звичайним парамагнетиком.