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第005章 磁畴

宏观看来,顺磁性物质没有磁性。

在外加磁场作用下,每个原子磁矩又比较规则地取向,物质会显示极弱的磁性。磁化强度与外磁场方向一致,为正,而且严格地与外磁场H成正比。

顺磁性物质的磁性除了与H有关外,还依赖于温度。

其磁化率H与绝对温度T成反比,公式中,C称为居里常数,取决于顺磁物质的磁化强度和磁矩大小。

顺磁性物质的磁化率一般也很小,室温下H约为10^-5。

一般含有奇数个电子的原子或分子,电子未填满壳层的原子或离子,如过渡元素、稀土元素、钢系元素,还有铝铂等金属,都属于顺磁物质。

......

顺磁性物质和抗磁性物质称为弱磁性物质,把铁磁性物质和亚铁磁性物质称为强磁性物质,通常所说的磁性材料即指强磁性物质。

磁性材料按磁化后去磁的难易,可分为软磁性材料和硬磁性材料。

磁化后容易去掉磁性的物质,叫软磁性材料,不容易去磁的物质,叫做硬磁性材料。

一般来讲软磁性材料剩磁较小,硬磁性材料剩磁较大

第2点,抗磁性物质。

当磁化强度M为负时,固体表现为抗磁性。

铋、铜、银、金等金属具有这种性质。

在外磁场中,这类磁化了的介质内部的磁感应强度,会小于真空中的磁感应强度M。

抗磁性物质的原子的磁矩应为零,即不存在永久磁矩。

当抗磁性物质放入外磁场中,外磁场会使电子轨道改变,感生一个与外磁场方向相反的磁矩,表现为抗磁性。

所以抗磁性的来源,是原子中电子轨道状态的变化。

抗磁性物质的抗磁性一般很微弱,磁化率H一般约为-10^-5,为负值。

铁磁性物质和亚铁磁性物质是强磁性物质

铁磁性材物质一般是铁,钴,镍元素及其合金,稀土元素及其合金,以及一些锰的化合物。

第36点,铁磁性物质

对诸如铁,钴,镍等物质,在室温下磁化率可达10^-3数量级,称这类物质的磁性为铁磁性。

铁磁性物质即使在较弱的磁场内,也可得到极高的磁化强度,其磁化率为正值。

但当外场增大时,由于磁化强度迅速达到饱和,其H会变小。

铁磁性物质具有很强的磁性,主要起因于它们具有很强的内部交换场。

铁磁物质的交换能为正值,而且较大,使得相邻原子的磁矩平行取向相应于稳定状态,在物质内部会形成许多小区域——————磁畴。

每个磁畴大约有1015个原子。

这些原子的磁矩沿同一方向排列,假设晶体内部存在很强的称为“分子场”的内场。

“分子场”足以使每个磁畴自动磁化达饱和状态。

这种自生的磁化强度,便叫自发磁化强度。

而由于它的存在,铁磁物质能在弱磁场下强列地磁化。因此自发磁化是铁磁物质的基本特征,也是铁磁物质和顺磁物质的区别所在。

铁磁体的铁磁性只在某一温度以下才表现出来,超过这一温度,由于物质内部热骚动,而破坏电子自旋磁矩的平行取向,因而自发磁化强度变为0,铁磁性消失。

这一温度称为居里点。

在居里点以上,材料表现为强顺磁性,其磁化率与温度的关系服从居里——外斯定律,

第4点,反铁磁性物质,反铁磁性是指由于电子自旋反向平行排列。

在同一子晶格中有自发磁化强度,电子磁矩是同向排列的。

在不同子晶格中,电子磁矩反向排列。

两个子晶格中自发磁化强度大小相同,方向相反,整个晶体。

反铁磁性物质大都是非金属化合物,如一氧化锰。

不论在什么温度下,都不能观察到反铁磁性物质的任何自发磁化现象,因此其宏观特性是顺磁性的,M与H处于同一方向,磁化率为正值。

温度很高时,磁化率极小。

温度降低,磁化率逐渐增大。

在一定温度时,磁化率达最大值,这称为反铁磁性物质的奈尔温度。

对奈尔点存在的解释是:在极低温度下,由于相邻原子的自旋完全反向,其磁矩几乎完全抵消,故磁化率几乎接近于0。

当温度上升时,使自旋反向的作用减弱,磁化率增加。

当温度升至奈尔点以上时,热骚动的影响较大,此时反铁磁体与顺磁体有相同的磁化行为。

第5点,亚铁磁性物质

亚铁磁性物质是指有两套子晶格的形成的磁性材料。

亚铁磁性物质不同子晶格的磁矩方向,和反铁磁一样,但是不同子晶格的磁化强度不同,不能完全抵消掉。

所以有剩余磁矩,称为亚铁磁。

反铁磁性

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