ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Классификация магнетиков из "Металловедение и термическая обработка стали Т1 " Имеется три типа магнитных эффектов диамагнетизм, парамагнетиз.м и кооперативный магнетизм, или магнитоупорядоченное состояние. Последний включает ферромагнетизм, антиферромагнетизм и ферримагнетизм [23, 31]. [c.305] Диамагнетизм. Диамагнетизм металлов и сплавов определяется в основном магнитной восприимчивостью решетки. [c.305] наконец, снова возрастание уже в результате растворения этой фазы (стадия 4, рис. 17.45). [c.305] Парамагнетизм. Связан с наличием у атома собственного магнитного момента, не зависящего от того, приложено внешнее магнитное поле или нет. [c.306] В отсутствие магнитного поля магнитный. момент тела равен нулю вследствие беспорядочного распределения атомных магнитных оментов. Действие магнитного поля сводится к ориентированию магнитных моментов в одном направлении и преодолению дезориентирующего действия теплового движения. Отсюда следует, что пара.магнитная восприимчивость зависит от температуры. [c.306] При малых полях и (или) высоких температурах, т. е. когда gIpв .kT, в квантовой и классической механике получаем / = ng ЪкТ, где п — число атомов на единицу объема g — фактор Ланде (характеризует отношение магнитного момента к механическому) I—квантовое число атома к — константа Больцмана ця — магнетон Бора (единица атомных магнитных моментов) рд = = 1Хо(е/1/4ппг), где цо — магнитная постоянная /г — постоянная Планка е и т — заряд и масса электрона. [c.306] Учет магнитного взаимодействия между атомами приводит к закону Кюри—Вейса Х =с/(7—9), где 0—постоянная для данного вещества величина. [c.306] Свободный электрон в магнитном поле может быть ориентирован параллельно и антипараллельно полю. Это дополнительно расширяет энергетические уровни электронов проводимости в металле. В результате такого расщепления электроны проводимости обладают парамагнетизмом (парамагнетизм Паули). [c.306] Поскольку для металлов кТ1Ег очень малая величина, следует ожидать, что парамагнетизм Паули почти не зависит от температуры. [c.306] Наличие спонтанной намагниченности связано с магнитным моментом спина электрона на незаполненной внутренней оболочке атома. Согласно квантовомеханической теории ферромагнетизма параллельное расположение спинов обеспечивается квантовомеханическимй обменными силами, которые, несмотря на их электростатическое происхождение, не могут быть описаны с классических позиций. [c.306] Возникновение обменных эффектов связано с принципом неопределенности и принципом Паули. [c.306] Обменной силе соответствует энергия взаимодействия между двумя атомами I и / со спинами 5г и 8-, т. е. обменная энергия Ец = = —2ASiSj, где А — обменный интеграл, зависящий от взаимного перекрытия электронных оболочек, характеризующий различие в величине кулоновского взаимодействия при параллельном (ферромагнитное упорядочение) и антипараллельном (антиферромагннтное) расположение спинов. [c.306] Поскольку обменные силы действуют на малом расстоянии, то, учитывая только первую координатную сферу, можно записать гА = — 2кдс, где 2 — координационное число к — константа Больцмана 0с — температура Кю-ри. [c.306] Таким образом, по температуре Кюри можно оценить величину обменного интеграла. [c.306] Следствие этих условий — положительная величина обменного интеграла, при которой для ферромагнетиков энергетически более выгодна параллельная ориентация магнитных моментов спинов в недостроенных оболочках. Если величина обменного интеграла отрицательна и энергетически более выгодно антипа-раллельное выстраивание магнитных моментов спинов, то в металле реализуется антиферро-магнитяое упорядочение. [c.306] Антипараллельные моменты не всегда взаимно компенсируются. В этом случае остается нескомпенсированный магнитный момент, обусловливающий слабый ферромагнетизм, отличающийся, однако, от истинного ферромагнетизма и называемый ферримагнетизмом. [c.306] Однако для низких температур лучше согласуется с экспериментальными данными температурная зависимость намагниченности, полученная из теории спиновых волн Блоха / = = /о(1—а7 ), где а — числовая константа. [c.306] Вернуться к основной статье