Ferromagneetit ovat aineita (yleensä kiinteässä kiteisessä tai amorfisessa tilassa), joissa tietyn kriittisen lämpötilan ( Curie -pisteet ) alapuolella atomien tai ionien (ei-metallisissa kiteissä) magneettisten momenttien tai momenttien pitkän kantaman ferromagneettinen järjestys liikkuvien elektronien määrä (metallikiteissä). Toisin sanoen ferromagneetti on aine, joka (Curie-pisteen alapuolella olevassa lämpötilassa) pystyy magnetoitumaan ilman ulkoista magneettikenttää .
Kemiallisista alkuaineista siirtymäelementeillä Fe , Co ja Ni (3 d -metallit) sekä harvinaisilla maametalleilla Gd , Tb , Dy , Ho , Er on ferromagneettisia ominaisuuksia (katso taulukko 1).
Taulukko 1 - Ferromagneettiset metallit
|
|
J s0 - magnetisoinnin arvo tilavuusyksikköä kohti absoluuttisessa nollalämpötilassa , jota kutsutaan spontaaniksi magnetisaatioksi . T c on Curie-piste (kriittinen lämpötila, jonka yläpuolella ferromagneettiset ominaisuudet katoavat ja aineesta tulee paramagneetti).
3 d -metalleille ja gadoliniumille (Gd) on ominaista kolineaarinen ferromagneettinen atomirakenne, ja muille harvinaisten maametallien ferromagneeteille se on ei-kollineaarinen (spiraali jne.; katso Magneettinen rakenne ).
Ferromagneetit ovat myös lukuisia metallien binaarisia ja monimutkaisempia (monikomponenttisia) metalliseoksia ja mainittujen metallien yhdisteitä keskenään ja muiden ei-ferromagneettisten alkuaineiden kanssa, seoksia ja kromin (Cr) ja mangaanin (Mn) yhdisteitä ei-ferromagneettisten alkuaineiden kanssa (ns. -kutsutaan Heusler -seoksiksi ), esimerkiksi seos Cu 2 MnAl, yhdisteet ZrZn 2 ja Zr x M 1-x Zn 2 (jossa M on Ti , Y , Nb tai Hf ), Au 4 V, Sc 3 In jne. (taulukko 2), sekä eräät metalliyhdisteet aktinidiryhmät (esim . UH 3 ).
Yhdiste | Tc, K | Yhdiste | Tc, K |
---|---|---|---|
Fe 3 AI | 743 | TbN | 43 |
Ni3Mn _ _ | 773 | DyN | 26 |
FePd 3 | 705 | EuO | 77 |
MnPt 3 | 350 | M&B | 578 |
CrPt 3 | 580 | ZrZn 2 | 35 |
ZnCMn 3 | 353 | Au 4V _ | 42-43 |
AlCMn 3 | 275 | Sc 3 ln | 5-6 |
Erityinen ryhmä ferromagneetteja muodostuu paramagneettisten atomien (esimerkiksi Fe tai Co) substituutioliuoksesta Pd - diamagneettisessa matriisissa . Näissä aineissa atomien magneettiset momentit jakautuvat satunnaisesti (ferromagneettisen järjestyksen läsnä ollessa, atomijärjestystä ei ole). Ferromagneettista järjestystä on löydetty myös amorfisista (metastabiileista) metalliseoksista ja -yhdisteistä, amorfisista puolijohteista, tavallisista orgaanisista ja epäorgaanisista laseista , kalkogenideistä ( sulfidit , selenidit , telluridit ) jne. Tunnettujen ei-metallisten ferromagneettien määrä on vielä pieni. Näitä ovat esimerkiksi kromioksidi (IV) ja ioniyhdisteet tyyppiä La 1 - x Ca x MnO 3 (0,4> x > 0,2) , EuO , Eu 2 SiO 4 , EuS , EuSe , EuI 2 , CrB 3 ja jne. Useimmille niistä Curie-piste on alle 1 K. Vain Eu-yhdisteillä, kalkogenideillä, CrB 3 :lla on Q - arvo luokkaa 100 K.
Aineen termodynaamiset tilat | |||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Vaiheen tilat |
| ||||||||||||||||
Vaiheen siirtymät |
| ||||||||||||||||
Hajotusjärjestelmät | |||||||||||||||||
Katso myös |