ПРИРОДА МАГНЕТИЗМА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ

ПЛАН-КОНСПЕКТ (ТЕЗИСЫ ЛЕКЦИИ)

проведения занятия по дисциплине «Химия радиоматериалов»

Систематизация и характеристики магнитных материалов

(полное заглавие темы в согласовании с направленным на определенную тематику планом)

\

Воронеж – 2011

ТЕМЫ БЛОКА

Вступительная часть ……………………………… 1. Систематизация магнетиков. Главные характеристики 2.Типовые материалы, используемые в качестве магнетиков Заключительная часть……………………………..

Тема №12

ПРИРОДА МАГНЕТИЗМА И МАГНИТНЫЕ Характеристики ВЕЩЕСТВ

Магнетик — вещество, главным свойством ПРИРОДА МАГНЕТИЗМА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ которого является способность намагничиваться.

Магнитные характеристики всех веществ обоснованы магнит­ными качествами атомов, которые в свою очередь опреде­ляются магнитными качествами электронов, так как магнетизм других частиц — нейтронов, протонов — весь­ма малозначительный.

Электрон обладает орбитальным и спиновым магнит­ными моментами, которые, геометрически складываясь, делают результирующий момент атома. Следует подчер ПРИРОДА МАГНЕТИЗМА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ­кнуть, что на на сто процентов заполненных электронами орби­тах спиновый и орбитальный моменты скомпенсированы и, таким макаром, магнитный момент атома определяется только электронами на не вполне заполненных внутренних орбитах.

Суммарный магнитный момент всех атомов в единице объема именуется намагниченностью J. Намагниченность J=О, когда вещество не намагничено, т.е ПРИРОДА МАГНЕТИЗМА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ. в пространстве, окружающем вещество, отсутствует наружное магнитное поле. При помещении вещества в магнитное поле с напря­женностью Н происходит ориентация магнитных момен­тов атомов и намагниченность определяется соотношени­ем J = kH, где k — безразмерная величина, которая именуется магнитная восприимчивость. Она характери­зует способность веществ намагничиваться во ПРИРОДА МАГНЕТИЗМА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ наружном маг­нитном поле с напряженностью Н.

На практике способность веществ намагничиваться при­нято охарактеризовывать относительной магнитной прони­цаемостью μ= (1 + k ), которая практически является ко­эффициентом пропорциональности, связывающим магнит­ную индукцию в веществе с напряженностью наружного поля Н. Магнитная проницаемость μ указывает, во сколько раз магнитная индукция В поля в веществе больше, чем магнитная ПРИРОДА МАГНЕТИЗМА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ индукция Во в вакууме.

В согласовании с численными значениями k μ, а так­же нравом их зависимости от напряженности наружного поля Н и температуры Т различают последующие ос­новные типы магнитных явлений и магнетиков:

• диамагнетизм — диамагнетики k ~ -10-5 < 0, μ < 1;

• парамагнетизм — парамагнетики к ~ (10 -3...10 -6) >0, μ ~ 1;

• ферромагнетизм — ферромагнетики k ~ 106 »0, μ »1;

• антиферромагнетизм — антиферромагнетики к~(10 -3...10-5)> 0, μ > 1;

• ферримагнетизм —ферримагнетики k ПРИРОДА МАГНЕТИЗМА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ ~ (103...105) > О,

Диамагнитный эффект состоит в том, что под дей­ствием наружного магнитного поля возникающий в веще­стве магнитный момент ориентирован обратно на­правлению наружного поля. Как следует, магнитная вос­приимчивость — величина отрицательная, очень мала и нередко не находится в зависимости от напряженности поля и температуры. Диамагнетизм проявляется в субстанциях, в ПРИРОДА МАГНЕТИЗМА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ каких орби­тальные и спиновые моменты атомов вполне ском­пенсированы. К ним относятся водород, инертные газы, цветные и великодушные металлы.

Парамагнитный эффект наблюдается в субстанциях с не-скомпенсированными орбитальным и спиновым магнит­ными моментами, когда отсутствует магнитный атомный порядок. При отсутствии наружного поля векторы магнит­ных моментов ПРИРОДА МАГНЕТИЗМА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ разориентированы и суммарный момент равен нулю. Под действием наружного магнитного поля воз­никает преимущественная ориентация магнитных момен­тов повдоль него. Но k очень мала и значительно зави­сит от температуры. К субстанциям данного класса отно­сятся щелочные, щелочно-земельные и некие переход­ные металлы.

Ферромагнитный эффект состоит в том, что ПРИРОДА МАГНЕТИЗМА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ при температуре ниже точки Кюри даже в отсутствие внешне­го поля существует ферромагнитный атомный порядок. Ему соответствует параллельное размещение спиновых моментов. Это значит, что при напряженности поля Н = О ферромагнетик находится в состоянии самопроизвольного либо спонтанного намагничивания. Магнитная восприим­чивость k » 0 и значительно находится в зависимости от напряженности наружного поля ПРИРОДА МАГНЕТИЗМА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ и температуры. К ферромагнетикам отно­сятся Fe, Ni, Co, Cd, их соединения и сплавы, также неко­торые сплавы Mn, Ag, A1.

Ферромагнетики характеризуются:

• кристаллическим строением и доменной структурой при температурах ниже точки Кюри;

• нелинейной зависимостью μ и k от Н и температуры;

• способностью даже в слабеньких полях ПРИРОДА МАГНЕТИЗМА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ намагничиваться до насыщения, когда магнитные моменты всех атомов со­риентированы по направлению наружного поля;

• магнитным гистерезисом, т.е. отставанием намагни­ченности от наружного поля Н;

• температурой Кюри Тк, выше которой теряются маг­нитные характеристики, т.е. разрушается ферромагнитный атом­ный порядок.

Антиферромагнитный эффект характеризуется нали­чием антиферромагнитного атомного порядка, когда маг­нитные ПРИРОДА МАГНЕТИЗМА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ моменты примыкающих атомов нацелены антипа-раллельно и скомпенсированы так, что при Н = 0 резуль­тирующий магнитный момент равен нулю. Под действи­ем наружного поля магнитные моменты атомов устанавли­ваются по его направлению. Потому k положительна, но очень мала и очень находится в зависимости от температуры.

Ферримагнитный эффект — это ПРИРОДА МАГНЕТИЗМА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ некомпенсированный антиферромагнетизм, который характеризуется ферримагнитным атомным порядком. Это значит, что магнит­ные моменты атомов антипараллельны и нескомпенсированы. Эффект проявляется в том, что вещество по крис­таллической структуре состоит из 2-ух подрешеток, со­здающих встречные нескомпенсированные моменты. Для таких веществ k» О и находится в зависимости от температуры, при этом ПРИРОДА МАГНЕТИЗМА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ при некой Тн, именуемой температурой (точкой) Нееля, наступает компенсация встречных магнитных мо­ментов и вещество теряет магнитные характеристики. Точка Кюри для неких ферримагнетиков может совпадать с точ­кой Нееля, а может быть и несколько выше.

При температурах выше точки Кюри для ферромагне­тиков и выше точки Нееля для ПРИРОДА МАГНЕТИЗМА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ антиферромагнетиков и ферримагнетиков нарушается соответственный атомный магнитный порядок и они перебегают в парамагнитное со­стояние.

Деталь­ная систематизация магнитных материалов дана на рис. 1.

Рис.1. Систематизация магнитных материалов.


priroda-oshusheniya-legkoj-zhizni.html
priroda-ponyatiya-uchenie-o-sushnosti.html
priroda-processa-prinyatiya-resheniya-referat.html