Ферромагнетики критические

Термин фазовые переходы второго рода впервые (1933) ввел П. Эренфест при рассмотрении непрерывного сверхтекучего перехода в жидком гелии. Он считал, что вторые производные от энергии Гиббса при этом переходе испытывают скачки, и получил соотношения между ними (уравнения Эренфеста, см. 60). Термином фазовый переход второго рода (или 1-переход) стали потом называть и все другие непрерывные переходы. Позже, однако, оказалось, что при сверхтекучем переходе в гелии вторые производные от энергии Гиббса не испытывают скачки, а обращаются в бесконечность. Этот переход, следовательно, является критическим, и к нему уравнения Эренфеста неприменимы. Но в литературе и сейчас сверхтекучий переход в гелии и другие непрерывные фазовые превращения называют фазовыми переходами второго рода. Чаще, однако, непрерывные переходы называют критическими переходами, что более правильно. Фазовым переходом второго рода является превращение проводника в сверхпроводник при Я = 0. Критическими переходами являются критический переход жидкость — газ, переход ферромагнетика в парамагнетик, сегнетоэлектрический переход и др. [c.234]

Введем критические показатели ферромагнетика, учитывая, что они различны для величин, измеряемых при постоянных силах и координатах [c.251]

Эти соотношения были получены для малой окрестности критической точки при приближении к пей по температуре (х = х), но к ней можно приближаться по любой термодинамической силе (давлению или напряженности поля). Найдем термодинамические величины ферромагнетика как функции магнитного поля х-Н) вдоль критической изотермы Т=Т р, Н- 0). Введем критические показатели для этого случая [c.253]

Таким образом, теория критических показателей, основанная на методе термодинамической устойчивости, выявила общую природу критического перехода жидкость—газ и переходов в ферромагнетиках, сегнетоэлектриках и других системах как переходов через минимум устойчивости, сопровождающихся поэтому максимально развитыми флуктуациями ряда термодинамических величин. Это [c.253]

Поведение аналогичных характеристик различных систем описывается одноименными критическими показателями, хотя по значению они отличаются для разных систем. Так, поведение теплоемкости при постоянной термодинамической силе (теплоемкость жидкости при постоянном давлении Ср, теплоемкость ферромагнетика в постоянном магнитном поле Сн и др.) при Т<Ткр описывается асимптотическим законом [c.176]

Задачей теории критических показателей является определение числовых значений показателей исходя из модельных данных и установление различных соотношений между критическими показателями. Значения критических показателей характеризуют степень приближения к критической точке, а сравнение показателей различных моделей с экспериментальными данными позволяет судить о реалистичности рассматриваемой модели. Например, теория Ван-дер-Ваальса критической точки жидкость — пар и теория Кюри— Вейса для перехода ферромагнетик — парамагнетик приводят к следующим значениям показателей а = а = 0, 7=7 = 1, Р = 1/2, 6 = 3. Такие же не согласующиеся с опытом показатели дает теория Ландау фазовых переходов второго рода. Экспериментальные значения критических показателей для системы жидкость — газ аргона таковы а<0,4 а >0,25 7 = 0.6 . 7 = 1,1 р = 0,33 6 = 4,4. [c.177]

Под действием обменных сил параллельная ориентация магнитных моментов атомов ферромагнитного вещества происходит в определенных областях, называемых доменами. В пределах домена материал в отсутствие внешнего поля намагничен до насыщения благодаря обменному взаимодействию отдельных атомов. Это взаимодействие действует только до определенной критической температуры, которая называется температурой Кюри. Выше температуры Кюри домены разрушаются и ферромагнетик переходит в парамагнитное состояние. Ферромагнитные вещества легко намагничиваются в слабых магнитных полях. Магнитная проницаемость и [c.86]

Вблизи критических точек жидкостей и растворов, а также вблизи точек фазовых переходов наблюдается аномальный рост Ф. нек-рых физ. величин (параметров порядка) и их взаимодействие. Для чистых жидкостей параметрами порядка являются плотности массы и энергии, для растворов—концентрации компонент, для ферромагнетиков в окрестности Кюри точки—намагниченность и т. д. Рост Ф, приводит к ряду аномалий в поведении термодинамич. величин и в реакции системы на внеш. воздействие (критические явления). [c.326]

Подробнее об аналогии критической точки и фазовых переходов II рода (в частности, точки Кюри ферромагнетиков) см. в [13]. [c.14]

Поистине замечательно то, что, используя столь простые представления, мы смогли получить вполне приемлемую модель ферромагнетика, отображающую многие реальные его свойства, такие, как существование резко выраженной критической точки с обязательными расходимостями в ее окрестности (они будут обсуждаться в дальнейшем) и т. п. Конечно, мы не можем вычислить самую важную константу X теория также не дает никаких указаний на то, почему некоторые вещества являются ферромагнетиками, а другие нет. Кроме того, детали поведения, предсказываемые теорией Вейсса (например, тип расходимостей вблизи Тс), ле вполне правильно отражают реальное поведение. Тем не менее [c.330]

Тщательный анализ экспериментальных данных показывает, что закритические переходы очень распространены, но их часто причисляют к переходам иного типа. В большинстве случаев наблюдаемые скачки являются результатом неудачной экстраполяции экспериментальных данных или перехода в докритичес-кую область. Эти переходы встречаются во всех трех агрегатных состояниях. Например, в кристаллическом (а-Р-переход в кварце в смеси орто- и пара-дейтерия в ферромагнетиках и сегнето-электриках), в жидком состоянии — в растворах и жидких кристаллах, в газах—критический переход жидкость — газ. Очень интересный критический случай перехода в анизотропной среде представляет а-Р-переход в кварце. Он сопровождается резко выраженной критической опалесценцией и экстремумами нескольких КУ. Но самым интересным является возможность непосредственного наблюдения смешанного состояния обеих граничных фаз благодаря различию их кристаллических структур а- и Р-кварцы имеют различные показатели преломления, поэтому, освещая кварц в смешанном состоянии, можно визуально или [c.248]

Тщательный анализ экспериментальных данных показывает, что закритические переходы омень распространены, но их часто причисляют к переходам иного типа. В большинстве случаев наблюдаемые скачки являются результатом неудачной экстраполяции экспериментальных данных или перехода в докритическую область. Эти переходы встречаются во всех трех агрегатных состояниях. Например, в кристаллическом ((а—р)-переход в кварце в смеси орто- и парадейтерия в ферромагнетиках, находящихся под действием магнитного поля и сегнетоэлектриках при наличии электростатического поля), в жидком (в растворах и жидких кристаллах), в газах (классический переход жидкость — газ ). Очень интересный случай критического перехода в анизотропной среде представляет (а—р)-переход в кварце. Он сопровождается резко выраженной критической опалесценцией и экстремумами нескольких КУ. Но самым интересным является возможность непосредственного наблюдения смешанного состояния обеих граничных фаз благодаря различию их кристаллических структур а- и р-кварцы имеют различные показатели преломления, поэтому, освещая кварц в смешанном состоянии, можно визуально или на фотографии заметить микрогетерогениость системы, т. е. одновременное сосуществование обеих кристаллических структур. Макроскопически кварц остается совершенно однородным, повышение точности термостатирования только улучшает выявление этого смежного состояния. [c.175]

Таким образом, теория критических показателей, основанная на методе термодинамической устойчивости, выявила общую природу критического перехода жидкость — газ и переходов в ферромагнетиках, с гнетоэлектриках и других системах как переходов через минимум устойчивости, сопровождающихся поэтому максимально развитыми флуктуациями ряда термодинамических величин. Это отмечал В. К. Семенченко в 1947 г. Потребовалось более 30 лет, чтобы произошло изменение точки зрения на ферромагнитный и сегнетоэлектрический переходы как превращения, при которых испытывают скачки вторые производные термодинамических потенциалов. [c.180]

ТЕМПЕРАТУРА критическая соответствует критическому состоянию вещества переходу сверхпроводника из сверхпроводящего состояния в нормальное) Кюри является [общим названием температуры фазового перехода второго рода температурой фазового перехода ферромагнетика в парамагнетик при которой исчезает самопроизвольная поляризация в сегнетоэлектриках) ] насыщения соответствует термодинамическому равновесию между жидкостью и ее паром при данном давлении Нееля фиксирует фазовый переход антиферромагнетика в парамагнетик плавления выявляет фазовый переход из кристаллического состояния в жидкое радиационная — температура абсолютно черного тела, при которой его суммарная по всему спектру энергетическая яркость равна суммарной энергетической яркости данного излучающего тела термодинамическая определяется как отношение изменения энергии тела к соответствующему изменению его энтропии цветовая определяется температурой абсолютно черного тела, при которой относительные распределения спектральной плотности яркости этого тела и рассматриваемого тела максимально близки в видимой области спектра яркостная — температура абсолютно черного тела, нри которой спектральная плотность энергетической яркости совпадает с таковой для данного излучающего тела, испускающего сплошной спектр] ТЕНЗИ-ОМЕТРИЯ — совокупность методов измерения поверхност э-го натяжения ТЕНЗОМЕТРИЯ—совокупность методов измерения механических напряжений в твердых телах по упругим деформациям тел ТЕОРЕМА Вариньона если данная система сил имеет равнодействующую, то момент этой равнодействующей относительно любой оси или точки равен алгебраической сумме моментов слагаемых сил относительно той же оси или точки Вириала устанавливает соотношение, связывающее среднюю кинетическую энергию системы частиц с действующими в ней силами) [c.281]

КРИТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ — специфич. явления, наблюдаемые вблизи критических точек жидкостей и растворов, а также вблизи точек фазовых переходов 2-го рода рост сжимаемости вещества в окрестности критич. точки равновесия жидкость — газ возрастание маги, восприимчивости и дн-электрич. проницаемости в окрестности Кюри точек ферромагнетиков и сегнетоэлектрпков (рис. [c.524]

Масштабная инвариантность в теории фазовых переходов 2-го рода. Эти переходы разбиваются на неск. классов, эквивалентности, причём в рамках одного класса особенности термодинамич. величин в совершенно разл. системах описываются одними и теми же степенными законами. Так, наир., изотропные ферромагнетики, антиферромагнетики и сегнетоэлектрики попадают в один класс эквивалентности, а критические точки жидкость — пар, двухкомпонентные растворы, изин-говский ферромагнетик — в другой. [c.61]

Внеш. магн. поле оказывает существ, влияние на О. ф. п., подавляя их или, наоборот, способствуя их возникновению. Поле Яцд может также индуцировать О. ф. и. Напр., в целом ряде антиферромагнетиков при достаточно большом (критическом) значении магн. поля Hf, приложенного вдоль оси антиферромагнетизма, происходит переориентация спинов, и намагниченность магн. подрешёток устанавливается перпендикулярно направлению действующего магн. поля [3] (см. Спин-флоп переход). Индуцированные полем О. ф. п. наблюдались также в слабых ферромагнетиках, в частности в редкоземельных ортоферритах, для к-рых были исследованы разнообразные фазовые диаграммы [c.470]

Ниже критич. темп-ры Т , (наир., Кюри точка для ферромагнетика или Нееля точки для антиферромагнетика) динамика намагниченности носит преимущественно не диффузионный, а волновой характер (см. Спиновые волны). Однако в условиях сильного затухания и малого времени жизни магпонов (Т близко к Т ) волновая динамика намагниченности сменяется диффузионной, что проявляется, в частности, в виде т. н. центрального (квазиупругого) пика в сечении критнч, магн, рассеяния нейтронов. Выше критич. темп-ры С. д. становится основным механизмом пространственного выравнивания неоднородной намагниченности. Особенности С. д. в парамагнитной области (Т > Г ) магнитоупорядоченных веществ по сравнению со С. д. в обычных парамагнетиках проявляется в критическом замедлении (аномальное возрастание вблизи времён магнитной релаксации). Аналогичными свойствами обладают н др. кинетич. и резонансные характеристики (напр., затухание ультразвука в магнетиках, ширина линии ЭПР и др.). [c.632]

Применимость С. п. п. имеет опредея. ограничения. Прежде всего оно теряет пригодность в тех случаях, когда флуктуации параметра порядка играют существ, роль, напр. в непосредств. окрестности точек фазовых переходов, где С. п. п. даёт завышенные значения самих этих точек, а также не согласующиеся с экспериментом значения критических показателей. С. п. п. не чувствует тонких различий между нек-рыыи системами (напр., ферромагнетиками Изинга в Гейзенберга) и даёт значения критич. показателей, не зависящие нн от размерности решётки d, ни от размерности параметра порядка п. К системам с низкой размерностью (d — 1,2), для к-рых имеющиеся точные решения модельных задач или общие теоремы квантовой статистич. механики указывают на отсутствие фазовых переходов, С. п. п. вообще неприменимо. [c.655]

При уменьшении размера ферромагнетика замыкание магнитных потоков внутри него оказывается все менее выгодным энергетически. Пока ферромагнитная частица имеет многодоменную структуру, ее взаимодействие с внешним магнитным полем сводится к смещению граничного слоя (стенки) между доменами. По мере приближения ферромагнитных частиц к однодоменному состоянию основным механизмом перемагничива-ния становится когерентное вращение большинства магнитных моментов отдельных атомов. Этому препятствуют анизотропия формы частиц, а также кристаллографическая и магнитная. При достижении некоторого критического размера частицы становятся однодоменными, что сопровождается увеличением коэрцитивной силы до максимального значения (для пере-магничивания однодоменной сферической частицы путем когерентного вращения нужно приложить обратное магнитное поле (максимальную коэрцитивную силу) Н, = 2К11 где К — константа анизотропии, /, — намагниченность насыщения). Согласно [329], наибольший размер однодоменных частиц Fe и Ni не превышает 20 и 60 нм соответственно. Дальнейшее уменьшение их размера приводит к резкому падению коэрцитивной силы до нуля вследствие перехода в суперпарамагнитное состояние. Исходя из соотношения неопределенностей Гейзенберга в [328] показано, что критический линейный размер частицы, при котором из-за тепловых флуктуаций ориентации магнитного момен- [c.94]

Согласно (3.34), для ферромагнетиков с температурой Кюри 500—1000 К критический линейный размер частицы, при котором ферромагнетизм исчезает и происходит переход в суперпа-рамагнитное состояние, составляет примерно 1 нм. Фактически энергия обмена несколько меньше поэтому величина 5,, может быть немного больше, чем следует из оценки по (3.34). Для типичных ферромагнетиков переход в суперпарамагнитное состояние возможен, когда размер частицы становится меньше 1— 10 нм. [c.96]

V < Vb находится в суперпарамагнитном состоянии, а наночастица, объем которой больше критического (V > Vb)- является ферромагнетиком. Оценки [328] показывают, что для типичных ферро- или ферримагнетиков при 100 К критический объем составляет 10 —10 м что соответствует наночастицам с линейными размерами менее 1—15 нм. [c.100]

Вторая физическая система, которую мы будем рассматривать в 78, 79, это намагничивающееся вещество, которое при температурах ниже некоторой характерной для данного вещества — температуры Кюри Тк — является ферромагнетиком. В отсутствие внещнего поля он обладает спонтанным намагничением М, а при Т> Тк теряет ферромагнитные свойства и ведет себя как парамагнетик (М = 0 при Н= 0). Несмотря на то, что физические процессы в системе жидкость — газ не имеют ничего общего с процессами в магнетике, существует далеко идущее формальное сходство между поведением параметров, характеризующих эти две системы. В частности, спонтанное намагничение весьма сходно с разностью р — рг — обе эти величины стремятся к нулю при Г - Гк — о и не существуют при температурах выще точки перехода. В связи с этим принято характеризовать скорость убывания М по мере приближения к критической температуре критическим показателем, обозначаемым тем же символом Д что и в формуле (76.1) [c.410]

По-видимому, причиной сильного уширения линий ФМР является сложное кластерное строение аэрозольных частиц ферромагнетиков. Об этом свидетельствует наблюдаемое при Я 2000 Э поглощение СВЧ-энергии в образцах Ni [596, 597] (рис. 142), обычно приписываемое многодоменному состоянию, которое, однако, не должно иметь места в использованных частицах, имеющих средний диаметр (— 500 А) меньше критического диаметра (Z)<, = 600 А) абсолютной однодоменности. Очевидно, и в экспериментах Бэггали широкие линии ФМР объясняются кластерным строением исследуемых частиц, поскольку идеальные нитевидные монокристаллы имеют очень узкие линии ФМР, а дипольное взаимодействие частиц в значительной мере исключается благодаря низкой объемной концентрации их в парафине, не превышающей 10 %. [c.325]

Существуют кристаллы, близкие по структурным свойствам к сегнетоэлектрикам. В них фазовые переходы сопровождаются критическими изменениями упругих постоянных, а ниже температуры Гк возникает спонтанно деформированное состояние, подобно тому, как в ферромагнетиках появляется спонтанно намагниченное, а в сегнетоэлектриках — спонтанно поляризованное состояние. По адалогии с сегнетоэлектриками эти ве-щества называют сегне-тоэластиками. [c.110]

Развитие флуктуационной теории критических явлений ло Связано с использованием методов квантовой теории по. [118, 119]. Вильсон [120, 121], исходя из аналогии квантов( теории поля и статистической механики фазовых переходе развил метод ренормализационной группы — последовательно сокращения числа степеней свободы системы путем изменен масштаба. Оказалось, что критические показатели завис только от размерности пространства d и числа компонент (ра мерности) параметра порядка п. Переходы с одинаковой ра мерностью параметра порядка относятся к одному классу ун. версальности. Так, жидкости, растворы, бинарные сплав ориентационные фазовые переходы" в кристаллах галогенид аммония, анизотропные ферро- и антиферромагнетики вход, в один класс универсальности с моделью Изинга, поскольку всех этих объектах п= (параметр порядка — скаляр лж. однокомпонентный вектор). В сверхтекучем Не комплексщ параметр порядка — волновая функция — двухкомпонентнь. вектор (п=2), в изотропном ферромагнетике п=3 и т. д. Э другие классы универсальности. Важно отметить, что критич ские показатели зависят только от статистических свойств с стем , т. е. они не выражаются через константы фундаме тальных взаимодействий. Можно сказать, что критические пок затели сами являются своеобразными мировыми постоянным В этом состоит уникальность главного результата совр менной теории критических явлений. [c.88]

Эта температура, ллшълвиля температурой Кюри Т , определяет критическую точку с координатами (Гс. SS Мс = 0). Свойства вещества в этой точке и ее окрестности очень похожи на свойства вблизи критической точки конденсации. Ниже мы обнаруживаем существование не равного нулю значения М даже при нулевом значении магнитного поля. Такая спонтанная намагниченность возникает благодаря межмолекулярным взаимодействиям, которые при зтих условиях приводят к частичному упорядочению спинов. Ниже изотермы также имеют горизонтальный участок. Однако в отличие от фазового перехода жидкость — пар только две крайние точки этого участка изотермы соответствуют физическим состояниям — в данном фазовом переходе мы не имеем двух сосуществующих фаз (хотя отметим, что наличие доменов в реальном ферромагнетике при температурах ниже имеет некоторую аналогию с сосуществованием фаз). [c.325]

V < Vb находится в суперпарамагнитном состоянии, а наночастица, объем которой больше критического, является ферромагнетиком. Оценки [146] показывают, что для типичных ферро-и ферримагнетиков при 100 К критический объем составляет 10 -10 м , что соответствует наночастицам с линейными размерами менее 1-15 нм. Суперпарамагнетизм наблюдался на наночастицах (б 10 нм) никеля в матрицах из силикагеля [175] и свинца [176] кобальта в матрице меди [177] и в ртути [178] железа в ртути [171, 178] ив /3-латуни [179]. Имеющиеся в литературе экспериментальные данные по суперпарамагнетизму достаточно подробно рассмотрены в [4, 5], поэтому кратко обсудим лишь недавние экснериментальные исследования. [c.114]

Т) и Гу . Погрешность измеренных значений составляет 15%. В ферромагнетиках и других материалах, имеющих фазовый переход, наблюдается сильная зависимость электрооптнческого коэффициента от температуры, если последняя близка к критической температуре ТЗависимость гу от длины волны света Е области прозрачности веществ, как правило, кала. [c.762]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...