Не следует путать с Ферримагнетизм Ферромагнетизм появление спонтанной намагниченности при температуре ниже температуры
Ферромагнетизм

Ферромагнетизм — появление спонтанной намагниченности при температуре ниже температуры Кюри вследствие упорядочения магнитных моментов, при котором большая их часть параллельна друг другу. Это основной механизм, с помощью которого определённые материалы (например, железо) образуют постоянные магниты или притягиваются к магнитам. Вещества, в которых возникает ферромагнитное упорядочение магнитных моментов, называются ферромагнетиками.


В физике принято различать несколько типов магнетизма. Ферромагнетизм (наряду с аналогичным эффектом ферримагнетизма) является самым сильным типом магнетизма и ответственен за физическое явление магнетизма в магнитах, встречающееся в повседневной жизни. Вещества с тремя другими типами магнетизма — парамагнетизмом, диамагнетизмом и антиферромагнетизмом, слабее реагируют на магнитные поля, — но силы обычно настолько слабы, что их можно обнаружить только с помощью чувствительных приборов в лаборатории.
Повседневный пример ферромагнетизма — магнит на холодильник, который используется для хранения записок на дверце холодильника. Применяется также во многой бытовой технике: аквариумных фильтрах и стиральных машинах (ротор синхронного двигателя, совмещённый с рабочим колесом центробежного насоса), маломощных двигателях постоянного тока в качестве возбуждения, вентильных двигателях для компьютерных вентиляторов. Притяжение между магнитом и ферромагнитным материалом — это качество магнетизма, которое наблюдалось с древних времён.
Постоянные магниты, создаваемые из материалов, которые могут быть намагничены внешним магнитным полем и оставаться намагниченными после снятия внешнего поля, сделаны из ферромагнитных, либо ферримагнитных веществ, как и материалы притягивающиеся к ним. Лишь некоторые химические чистые вещества обладают ферромагнитными свойствами. Наиболее распространенными из них являются железо, кобальт, никель и гадолиний. Большинство их сплавов, а также некоторые соединения редкоземельных металлов демонстрируют ферромагнетизм. Ферромагнетизм очень важен в промышленности и современных технологиях и является основой для многих электрических и электромеханических устройств, таких как электромагниты, электродвигатели, генераторы, трансформаторы и магнитные накопители, магнитофоны и жёсткие диски, а также для неразрушающего контроля чёрных металлов.
Ферромагнитные материалы можно разделить на магнитомягкие материалы, такие как отожженное железо, которое может быть намагничено, но не имеет тенденции оставаться намагниченным, и , которые сохраняют остаточную намагниченность. Постоянные магниты изготавливаются из «жёстких» ферромагнитных материалов, таких как альнико, и ферримагнитных материалов, таких как феррит, которые во время производства подвергаются специальной обработке в сильном магнитном поле для выравнивания их внутренней микрокристаллической структуры, что затрудняет их размагничивание. Чтобы размагнитить ''насыщенный магнит'', необходимо приложить определённое магнитное поле, которое зависит от коэрцитивной силы материала. «Жёсткие» материалы обладают высокой коэрцитивной силой, тогда как «мягкие» материалы имеют низкую коэрцитивную силу. Общая сила магнита измеряется его магнитным моментом или, альтернативно, общим магнитным потоком, который он создаёт. Локальная сила магнетизма в материале характеризуется его намагниченностью.
История и отличие от ферримагнетизма
Исторически, термин ферромагнетизм использовался для любого материала, который мог проявлять спонтанную намагниченность: то есть чистый магнитный момент в отсутствие внешнего магнитного поля, любой материал, который может стать магнитом. Это общее определение до сих пор широко используется.
Однако в знаменательной статье 1948 года Луи Неель показал, что существует два уровня магнитного упорядочивания, которые приводят к такому поведению. Один из них — это ферромагнетизм в строгом смысле этого слова, когда все магнитные моменты выровнены — указывают в одном направлении. Другой — ферримагнетизм, при котором некоторые магнитные моменты указывают в противоположном направлении, но имеют меньший вклад, поэтому спонтанная намагниченность все ещё существует.:28–29
В частном случае, когда противоположные моменты полностью уравновешиваются друг друга, выравнивание известно как антиферромагнетизм. Следовательно, антиферромагнетики не обладают спонтанной намагниченностью.
Ферромагнитные материалы
Материал | Температура Кюри (К) |
---|---|
Co | 1388 |
Fe | 1043 |
Fe 2 O 3 * | 948 |
FeOFe 2 O 3 * | 858 |
NiOFe 2 O 3* | 858 |
Cu OFe 2 O 3* | 728 |
MgOFe 2 O 3* | 713 |
Mn Bi | 630 |
Ni | 627 |
Nd 2 Fe 14 B | 593 |
Mn Sb | 587 |
MnOFe 2 O 3* | 573 |
Y3Fe5O12* | 560 |
CrO 2 | 386 |
Mn As | 318 |
Gd | 292 |
Tb | 219 |
Dy | 88 |
EuO | 69 |
* Ферримагнитный материал |
Ферромагнетизм — необычное свойство, которое проявляется только в нескольких веществах. Наиболее распространены переходные металлы - железо, никель, кобальт и их сплавы, а также сплавы редкоземельных металлов. Это свойство не только химического состава материала, но и его кристаллической структуры и микроструктуры. Существуют ферромагнитные металлические сплавы, компоненты которых сами по себе не являются ферромагнитными. Называют такие сплавы — сплавами Гейслера (в честь Фрица Гейслера). И наоборот, существуют немагнитные сплавы, такие как нержавеющая сталь, состоящие почти исключительно из ферромагнитных металлов.
Аморфные (некристаллические) ферромагнитные металлические сплавы можно получить путём очень быстрой закалки (охлаждения) жидкого сплава. Их преимущество состоит в том, что их свойства почти изотропны (не зависят от направления); это приводит к низкой коэрцитивной силе, низким гистерезисным потерям, высокой магнитной проницаемости и высокому удельному электрическому сопротивлению. Одним из таких типичных материалов является сплав состоящий из переходного металла и металлоидов. Например, из 80 % переходного металла (обычно Fe, Co или Ni) и 20 % металлоидного компонента (B, C, Si, P или Al), который снижает температуру плавления.
Редкоземельные магниты — относительно новый класс исключительно прочных ферромагнитных материалов. Они содержат лантаноиды, которые известны своей способностью нести большие магнитные моменты на сильно локализованных f-орбиталях.
В таблице перечислены ферромагнитные и ферримагнитные соединения, а также температура Кюри, выше которой они перестают проявлять спонтанную намагниченность.
Необычные материалы
Большинство ферромагнитных материалов — металлы, поскольку электроны проводимости часто ответственны за ферромагнитные взаимодействия. Поэтому разработка ферромагнитных изоляторов, особенно мультиферроидных материалов, которые проявляют свойства как ферромагнитных, так и сегнетоэлектрических, является сложной задачей.
Ряд актинидных соединений — ферромагнетики при комнатной температуре или проявляют ферромагнетизм при охлаждении. PuP представляет собой парамагнетик с кристаллической решёткой кубической сингонии при комнатной температуре, но который претерпевает структурный переход в тетрагональную фазу с ферромагнитным порядком при охлаждении ниже его TC = 125 K. В ферромагнитном состоянии ось лёгкого намагничивания PuP ориентирована в направлении <100>.
В NpFe 2 легкая ось — <111>. Выше TC ≈ 500 K NpFe 2 также парамагнитен и обладает кубической кристаллической структурой. Охлаждение ниже температуры Кюри приводит к ромбоэдрической деформации, при которой ромбоэдрический угол изменяется от 60° (кубическая фаза) до 60,53°. На другом языке это искажение можно представить рассмотрев длины c вдоль единственной тригональной оси (после начала искажения) и a как расстояние в плоскости, перпендикулярной c. В кубической фазе это сводится к c/a=1. При температуре ниже Tc
Это самая большая деформация среди всех актиноидных соединений. NpNi 2 претерпевает аналогичное искажение решетки ниже TC = 32 K с деформацией (43 ± 5) × 10 −4 . NpCo 2 оказывается ферримагнитным ниже 15 К.
В 2009 году группа физиков Массачусетского технологического института продемонстрировала, что литиевый газ, охлажденный до температуры менее одного кельвина, может проявлять ферромагнетизм. Команда исследователей охладила фермионный литий-6 до уровня менее 150 nK (150 миллиардных долей кельвина), используя инфракрасное лазерного охлаждения. Это первая демонстрация ферромагнетизма в газе.
В 2018 году группа физиков из Университета Миннесоты продемонстрировала, что объёмно-центрированный тетрагональный рутений обладает ферромагнетизмом при комнатной температуре.
Ферромагнетизм индуцированный электрическим полем
Недавние исследования показали, что ферромагнетизм может быть вызван в некоторых материалах электрическим током или напряжением. Антиферромагнитные LaMnO3 и SrCoO переключаются в ферромагнитное состояние током. В июле 2020 года учёные сообщили о создании ферромагнетизма в широко распространённом диамагнитном материале, пирите, под действием приложенного напряжения. В этих экспериментах ферромагнетизм ограничивался тонким поверхностным слоем.
Объяснение
Теорема Бора — Ван Левена, доказанная в 1910-х годах, установила что теории классической физики неспособны объяснить любую форму магнетизма, включая ферромагнетизм. Магнетизм теперь рассматривается как чисто квантово-механический эффект. Ферромагнетизм возникает из-за двух эффектов квантовой механики: спина и принципа исключения Паули .
Происхождение магнетизма
Одно из фундаментальных свойств электрона (помимо того, что он несёт заряд) состоит в том, что он обладает , то есть ведёт себя как крошечный магнит, создавая магнитное поле. Этот дипольный момент возникаeт из более фундаментального свойства электрона — его спина. Из-за своей квантовой природы, спин электрона может находиться в одном из двух состояний; с магнитным полем, направленным «вверх» или «вниз» (для любого выбора направлений вверх и вниз). Спин электронов в атомах — это основной источник ферромагнетизма, хотя существует вклад орбитального углового момента электрона относительно атомного ядра. Когда эти магнитные диполи в куске вещества выровнены (их спины указывают в одном направлении), их индивидуальное магнитные поля складываются для создания гораздо большего макроскопического поля.
Однако материалы, состоящие из атомов с заполненными электронными оболочками, имеют полный магнитный дипольный момент, равный нулю: поскольку все электроны находятся в парах с противоположными спинами. Тогда магнитный момент каждого электрона компенсируется противоположным моментом второго электрона в паре. Только атомы с частично заполненными оболочками (то есть неспаренные спины) могут иметь чистый магнитный момент, поэтому ферромагнетизм возникает только в материалах с частично заполненными оболочками. Согласно правилам Хунда, первые несколько электронов в оболочке преимущественно обладают одинаковыми спинами, тем самым увеличивая общий магнитный дипольный момент.
Эти (часто называемые просто «спинами», хотя они также обычно включают орбитальный угловой момент) имеют тенденцию выравниваться параллельно внешнему магнитному полю — эффект, называемый парамагнетизмом. Однако ферромагнетизм включает в себя дополнительное явление: в некоторых веществах магнитные диполи имеют тенденцию самопроизвольно выравниваться по направлению внешнего магнитного поля, вызывая такое явление как , даже в отсутствии приложенного магнитного поля.
Обменное взаимодействие
Когда два соседних атома имеют неспаренные электроны, то ориентация их спинов (параллельность или антипараллельность) влияет на то, могут ли эти электроны занимать одну и ту же орбиталь в результате обменного взаимодействия. Это, в свою очередь, влияет на расположение электронов и кулоновское взаимодействие и, следовательно, на разницу энергий между этими состояниями.
Обменное взаимодействие связано с принципом исключения Паули, согласно которому два электрона с одинаковым спином не могут находиться в одном и том же квантовом состоянии. Это следствие теоремы о связи спина со статистикой и того, что электроны — это фермионы. Следовательно, при определённых условиях, когда орбитали неспаренных внешних валентных электронов от соседних атомов перекрываются, то электрические заряды в пространстве находятся дальше друг от друга, когда электроны имеют параллельные спины, чем когда они имеют противоположно направленные спины. Это снижает электростатическую энергию электронов, в случае параллельных спинов, по сравнению с их энергией, когда спины антипараллельны, поэтому состояние с параллельными спинами более стабильно. Эта разница в энергии называется обменной энергией.
Обменная энергия может быть на несколько порядков больше, чем разница в энергии, связанная с магнитным диполь-дипольным взаимодействием из-за ориентации диполя, благодаря которой магнитные диполи выстраиваются антипараллельно. Было показано, что в некоторых легированных оксидах полупроводников РККИ-обменное взаимодействие вызывает периодические магнитные взаимодействия с большим радиусом действия, что имеет важное значение при изучении материалов для спинтроники.
Материалы, в которых обменное взаимодействие намного сильнее, чем конкурирующее магнитное диполь-дипольное взаимодействие, часто называют магнитными материалами. Например, в железе (Fe) сила обменного взаимодействия примерно в 1000 раз больше магнитного дипольного взаимодействия. Следовательно, ниже температуры Кюри практически все магнитные диполи в ферромагнитном материале будут выровнены. Помимо ферромагнетизма, обменное взаимодействие также отвечает за другие типы спонтанного упорядочения атомных магнитных моментов, происходящие в твёрдых телах с магнитными свойствами: антиферромагнетизм и ферримагнетизм. Существуют разные механизмы обменного взаимодействия, которые создают магнетизм в различных ферромагнетиках, ферримагнетиках и антиферромагнетиках. Эти механизмы включают обменное взаимодействие, RKKY-взаимодействие, двойной обмен и суперобменное взаимодействие.
Магнитная анизотропия
Хотя обменное взаимодействие поддерживает выравнивание спинов, оно не выравнивает их в определённом направлении. Без магнитной анизотропии (например, материал состоящий из магнитных наночастиц) спины в магните меняют направление случайным образом из-за тепловых флуктуаций, и магнит становится суперпарамагнитным. Существует несколько видов магнитной анизотропии, наиболее распространенной из которых связана с магнитной кристаллической структурой. Что проявляется в зависимости энергии от направления намагниченности относительно главных осей кристаллографической решётки. Другой распространённый источник анизотропии — обратная магнитострикция, который вызван внутренними деформациями. Однодоменные магниты также могут иметь анизотропию формы из-за магнитостатических эффектов, которые зависят от формы частиц. По мере увеличения температуры магнита анизотропия имеет тенденцию к уменьшению, и часто возникает температура блокировки, при которой происходит переход к суперпарамагнетизму.
Магнитные домены


Вышеизложенное, казалось бы, предполагает, что каждый объём ферромагнитного материала должен иметь сильное магнитное поле, поскольку все спины выровнены, но железо и другие ферромагнетики часто находятся в «немагнитном» состоянии. Причина этого в том, что массивный кусок ферромагнитного материала разделён на крошечные области, называемые магнитными доменами (также известные как домены Вейсса ). Внутри каждой такой области спины сонаправлены, но (если объёмный материал находится в самой низкоэнергетической конфигурации, то есть не намагничен), спины отдельных доменов указывают в разных направлениях, и их магнитные поля компенсируются друг друга, поэтому тело не обладает большим магнитным полем.
Ферромагнитные материалы спонтанно разбиваются на магнитные домены, потому что обменное взаимодействие является короткодействующей силой, поэтому на больших расстояниях многие атомы стараются уменьшать свою энергию, ориентируясь в противоположных направлениях. Если все диполи в куске ферромагнитного материала выровнены параллельно, то это создаёт большое магнитное поле, распространяющееся в пространство вокруг него. В нём содержится много магнитостатической энергии. Материал может уменьшить эту энергию, разделившись на множество доменов, направленных в разных направлениях, поэтому магнитное поле ограничено небольшими локальными полями в материале, уменьшая таким образом объём занимаемый полем. Домены разделены тонкими доменными стенками толщиной в несколько атомов, в которых направление намагниченности диполей плавно поворачивается от направления одного домена к направлению в другом.
Намагниченные материалы

Таким образом, кусок железа в самом низком энергетическом состоянии («немагнитном») обычно имеет слабое магнитное поле или вообще не имеет его. Однако магнитные домены в материале не статичны; это просто области, где спины электронов спонтанно выровнены из-за их магнитных полей и, таким образом, их размеры можно менять прикладывая внешнее магнитное поле. Если к материалу приложить достаточно сильное внешнее магнитное поле, то доменные стенки будут двигаться. Процесс движения сопровождается поворотом спинов электронов в доменных стенках, поворачиваясь под действием внешнего поля так, чтобы спины в соседних доменах оказались сонаправлены, таким образом переориентируя домены, чтобы большее количество диполей было выровнено по внешнему полю. Домены останутся выровненными, когда внешнее поле исчезнет, создавая собственное магнитное поле, распространяющееся в пространство вокруг материала, формируя, таким образом, «постоянный» магнит. Домены не возвращаются к своей исходной конфигурации с минимальной энергией, когда поле снимается, потому что доменные стенки имеют тенденцию становиться «закрепленными» или «зацепленными» за дефекты кристаллической решетки, сохраняя свою параллельную ориентацию. Это демонстрируется эффектом Баркгаузена : при изменении магнитного поля намагниченность изменяется тысячами крошечных прерывистых скачков, когда доменные стенки внезапно сдвигаются мимо дефектов.
Намагниченность как функция внешнего поля описывается кривой гистерезиса. Хотя состояние выровненных доменов, обнаруженных в куске намагниченного ферромагнитного материала, не обладает минимальной энергией, то есть оно является метастабильным и может сохраняться в течение длительных периодов времени. Как показывают образцы магнетита со дна моря, которые сохраняли свою намагниченность в течение миллионов лет.
Нагревание, а затем охлаждение (отжиг) намагниченного материала, ковка путем ударов молотком или приложение быстро осциллирующего магнитного поля от катушки размагничивания высвобождает доменные стенки из их закреплённого состояния, и границы доменов имеют тенденцию перемещаться обратно в конфигурацию с меньшей энергией и меньшим внешним магнитным полем, размагничивая таким образом материал.
Промышленные магниты изготавливаются из «жёстких» ферромагнитных или ферримагнитных материалов с очень большой магнитной анизотропией, таких как альнико и ферриты, которые имеют очень сильную намагниченность вдоль одной оси кристалла, «лёгкой оси». Во время производства, материалы подвергаются различным металлургическим процессам в мощном магнитном поле, которое выравнивает кристаллические зерна, так что их «лёгкие» оси намагничивания ориентируются в одном направлении. Таким образом, намагниченность и результирующее магнитное поле «встроены» в кристаллическую структуру материала, что очень затрудняет размагничивание.
Температура Кюри
При повышении температуры тепловое движение или энтропия конкурирует с ферромагнитным упорядочиванием. Когда температура поднимается выше определённой точки, называемой температурой Кюри, происходит фазовый переход второго рода, и система больше не может поддерживать спонтанное намагничивание, поэтому её способность намагничиваться или притягиваться к магниту исчезает, хотя она все ещё реагирует как парамагнетик на внешнее магнитное поле. Ниже этой температуры происходит спонтанное нарушение симметрии и магнитные моменты выравниваются со своими соседями. Температура Кюри — это критическая точка, где магнитная восприимчивость расходится, и, хотя нет чистой намагниченности, доменные спиновые корреляции флуктуируют на всех пространственных масштабах.
Изучение ферромагнитных фазовых переходов, особенно с помощью упрощённой модели Изинга, оказало важное влияние на развитие статистической физики. Там впервые было показано, что подходы теории среднего поля неспособны предсказать правильное поведение в критической точке (которая, как было обнаружено, попадала в класс универсальности, включающий многие другие системы, такие как переходы жидкость-газ), и должны были быть заменена теорией ренормгруппы.
Примечания
- Хохлов Д. Р.. Ферромагнетизм . Словарь нанотехнологических и связанных с нанотехнологиями терминов (эл. издание). Роснано. Дата обращения: 30 мая 2013. Архивировано 30 мая 2013 года.
- Ферромагнетизм // Физическая энциклопедия: в 5 томах / Гл. ред. А. М. Прохоров. Ред. кол.: Д. М. Алексеев,А. М. Балдин, А. М. Бонч-Бруевич, и др.. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998—1999. — Т. 5 (Стробоскопические приборы — Яркость). — 20 000 экз. — ISBN 5-85270-034-7.
- Chikazumi, Sōshin. Physics of ferromagnetism. — 2nd. — Oxford : Oxford University Press, 2009. — P. 118. — ISBN 9780199564811.
- Bozorth, Richard M. Ferromagnetism, first published 1951, reprinted 1993 by IEEE Press, New York as a «Classic Reissue.» ISBN 0-7803-1032-2.
- Encyclopedia of surface and colloid science. — 2nd. — New York : Taylor & Francis, 2006. — P. 3471. — ISBN 9780849396083.
- Cullity, B.D. 6. Ferrimagnetism // Introduction to Magnetic Materials / B.D. Cullity, C.D. Graham. — John Wiley & Sons, 2011. — ISBN 9781118211496.
- Aharoni, Amikam. Introduction to the theory of ferromagnetism. — Oxford University Press, 2000. — ISBN 9780198508090.
- Kittel, Charles. . — sixth. — John Wiley and Sons, 1986. — ISBN 0-471-87474-4.
- Jackson, Mike (2000). Wherefore Gadolinium? Magnetism of the Rare Earths (PDF). IRM Quarterly. 10 (3). Institute for Rock Magnetism. Архивировано (PDF) 12 июля 2017. Дата обращения: 8 августа 2016.
- Hill, Nicola A. (1 июля 2000). Why Are There so Few Magnetic Ferroelectrics?. The Journal of Physical Chemistry B. 104 (29): 6694–6709. doi:10.1021/jp000114x. ISSN 1520-6106.
- Neutron diffraction study of PuP: The electronic ground state. Phys. Rev. B. 14 (9): 4064–67. 1976. Bibcode:1976PhRvB..14.4064L. doi:10.1103/PhysRevB.14.4064.
- Magnetic properties of neptunium Laves phases: NpMn2, NpFe2, NpCo2, and NpNi2. Phys. Rev. B. 11 (1): 530–44. 1975. Bibcode:1975PhRvB..11..530A. doi:10.1103/PhysRevB.11.530.
- Lattice distortions measured in actinide ferromagnets PuP, NpFe2, and NpNi2 (PDF). J Phys Colloque C4, Supplement. 40 (4): C4-68—C4-69. Apr 1979. Архивировано (PDF) 4 апреля 2012. Дата обращения: 12 марта 2021.
- G-B Jo (2009). Itinerant Ferromagnetism in a Fermi Gas of Ultracold Atoms. Science. 325 (5947): 1521–24. arXiv:0907.2888. Bibcode:2009Sci...325.1521J. doi:10.1126/science.1177112. PMID 19762638.
- Quarterman, P. (2018). Demonstration of Ru as the 4th ferromagnetic element at room temperature. Nature Communications. 9 (1): 2058. Bibcode:2018NatCo...9.2058Q. doi:10.1038/s41467-018-04512-1. PMID 29802304.
- 'Fool's gold' may be valuable after all. phys.org (англ.). Архивировано 14 августа 2020. Дата обращения: 17 августа 2020.
- Walter, Jeff (2020-07-01). Voltage-induced ferromagnetism in a diamagnet. Science Advances (англ.). 6 (31): eabb7721. Bibcode:2020SciA....6B7721W. doi:10.1126/sciadv.abb7721. ISSN 2375-2548. PMID 32832693.
- Chikazumi, Sōshin. Physics of ferromagnetism. — 2nd. — Oxford : Oxford University Press, 2009. — P. 129–30. — ISBN 9780199564811.
- Assadi, M.H.N (2013). Theoretical study on copper's energetics and magnetism in TiO2 polymorphs. Journal of Applied Physics. 113 (23): 233913–233913–5. arXiv:1304.1854. Bibcode:2013JAP...113w3913A. doi:10.1063/1.4811539.
- Aharoni, Amikam. Introduction to the Theory of Ferromagnetism. — Clarendon Press, 1996. — ISBN 0-19-851791-2.
- Feynman, Richard P. The Feynman Lectures on Physics, Vol. I / Richard P. Feynman, Robert B. Leighton, Matthew Sands. — Pasadena : California Inst. of Technology, 1963. — P. 37.5–37.6. — ISBN 0465024939. Архивная копия от 28 апреля 2021 на Wayback Machine
Литература
- Физическая энциклопедия: в 5 томах / Гл. ред. А. М. Прохоров. Ред. кол.: Д. М. Алексеев,А. М. Балдин, А. М. Бонч-Бруевич, и др.. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998—1999. — Т. 5 (Стробоскопические приборы — Яркость). — 20 000 экз. — ISBN 5-85270-034-7.
- Словарь нанотехнологических и связанных с нанотехнологиями терминов / под ред. С. В. Калюжного. — М.: Физматлит, 2010. — 528 с. — ISBN 978-5-9221-1266-6.
- Ричард М. Бозорт. Ферромагнетизм / Пер. с англ. / Под ред. Е. И. Кондорского и Б. Г. Лившица. — М.: Изд-во иностр. лит, 1956. — 784 с.
Автор: www.NiNa.Az
Дата публикации:
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер
Ne sleduet putat s Ferrimagnetizm Ferromagnetizm poyavlenie spontannoj namagnichennosti pri temperature nizhe temperatury Kyuri vsledstvie uporyadocheniya magnitnyh momentov pri kotorom bolshaya ih chast parallelna drug drugu Eto osnovnoj mehanizm s pomoshyu kotorogo opredelyonnye materialy naprimer zhelezo obrazuyut postoyannye magnity ili prityagivayutsya k magnitam Veshestva v kotoryh voznikaet ferromagnitnoe uporyadochenie magnitnyh momentov nazyvayutsya ferromagnetikami Tri primera ferromagnitnogo uporyadocheniya linejnoj cepochki magnitnyh momentovMagnit iz alniko ferromagnitnogo splava zheleza s magnitnym derzhatelem iz magnitomyagkogo materiala V fizike prinyato razlichat neskolko tipov magnetizma Ferromagnetizm naryadu s analogichnym effektom ferrimagnetizma yavlyaetsya samym silnym tipom magnetizma i otvetstvenen za fizicheskoe yavlenie magnetizma v magnitah vstrechayusheesya v povsednevnoj zhizni Veshestva s tremya drugimi tipami magnetizma paramagnetizmom diamagnetizmom i antiferromagnetizmom slabee reagiruyut na magnitnye polya no sily obychno nastolko slaby chto ih mozhno obnaruzhit tolko s pomoshyu chuvstvitelnyh priborov v laboratorii Povsednevnyj primer ferromagnetizma magnit na holodilnik kotoryj ispolzuetsya dlya hraneniya zapisok na dverce holodilnika Primenyaetsya takzhe vo mnogoj bytovoj tehnike akvariumnyh filtrah i stiralnyh mashinah rotor sinhronnogo dvigatelya sovmeshyonnyj s rabochim kolesom centrobezhnogo nasosa malomoshnyh dvigatelyah postoyannogo toka v kachestve vozbuzhdeniya ventilnyh dvigatelyah dlya kompyuternyh ventilyatorov Prityazhenie mezhdu magnitom i ferromagnitnym materialom eto kachestvo magnetizma kotoroe nablyudalos s drevnih vremyon Postoyannye magnity sozdavaemye iz materialov kotorye mogut byt namagnicheny vneshnim magnitnym polem i ostavatsya namagnichennymi posle snyatiya vneshnego polya sdelany iz ferromagnitnyh libo ferrimagnitnyh veshestv kak i materialy prityagivayushiesya k nim Lish nekotorye himicheskie chistye veshestva obladayut ferromagnitnymi svojstvami Naibolee rasprostranennymi iz nih yavlyayutsya zhelezo kobalt nikel i gadolinij Bolshinstvo ih splavov a takzhe nekotorye soedineniya redkozemelnyh metallov demonstriruyut ferromagnetizm Ferromagnetizm ochen vazhen v promyshlennosti i sovremennyh tehnologiyah i yavlyaetsya osnovoj dlya mnogih elektricheskih i elektromehanicheskih ustrojstv takih kak elektromagnity elektrodvigateli generatory transformatory i magnitnye nakopiteli magnitofony i zhyostkie diski a takzhe dlya nerazrushayushego kontrolya chyornyh metallov Ferromagnitnye materialy mozhno razdelit na magnitomyagkie materialy takie kak otozhzhennoe zhelezo kotoroe mozhet byt namagnicheno no ne imeet tendencii ostavatsya namagnichennym i kotorye sohranyayut ostatochnuyu namagnichennost Postoyannye magnity izgotavlivayutsya iz zhyostkih ferromagnitnyh materialov takih kak alniko i ferrimagnitnyh materialov takih kak ferrit kotorye vo vremya proizvodstva podvergayutsya specialnoj obrabotke v silnom magnitnom pole dlya vyravnivaniya ih vnutrennej mikrokristallicheskoj struktury chto zatrudnyaet ih razmagnichivanie Chtoby razmagnitit nasyshennyj magnit neobhodimo prilozhit opredelyonnoe magnitnoe pole kotoroe zavisit ot koercitivnoj sily materiala Zhyostkie materialy obladayut vysokoj koercitivnoj siloj togda kak myagkie materialy imeyut nizkuyu koercitivnuyu silu Obshaya sila magnita izmeryaetsya ego magnitnym momentom ili alternativno obshim magnitnym potokom kotoryj on sozdayot Lokalnaya sila magnetizma v materiale harakterizuetsya ego namagnichennostyu Istoriya i otlichie ot ferrimagnetizmaIstoricheski termin ferromagnetizm ispolzovalsya dlya lyubogo materiala kotoryj mog proyavlyat spontannuyu namagnichennost to est chistyj magnitnyj moment v otsutstvie vneshnego magnitnogo polya lyuboj material kotoryj mozhet stat magnitom Eto obshee opredelenie do sih por shiroko ispolzuetsya Odnako v znamenatelnoj state 1948 goda Lui Neel pokazal chto sushestvuet dva urovnya magnitnogo uporyadochivaniya kotorye privodyat k takomu povedeniyu Odin iz nih eto ferromagnetizm v strogom smysle etogo slova kogda vse magnitnye momenty vyrovneny ukazyvayut v odnom napravlenii Drugoj ferrimagnetizm pri kotorom nekotorye magnitnye momenty ukazyvayut v protivopolozhnom napravlenii no imeyut menshij vklad poetomu spontannaya namagnichennost vse eshyo sushestvuet 28 29 V chastnom sluchae kogda protivopolozhnye momenty polnostyu uravnoveshivayutsya drug druga vyravnivanie izvestno kak antiferromagnetizm Sledovatelno antiferromagnetiki ne obladayut spontannoj namagnichennostyu Ferromagnitnye materialyTemperatury Kyuri dlya nekotoryh kristallicheskih ferromagnetikov Material Temperatura Kyuri K Co 1388Fe 1043Fe 2 O 3 948FeOFe 2 O 3 858NiOFe 2 O 3 858Cu OFe 2 O 3 728MgOFe 2 O 3 713Mn Bi 630Ni 627Nd 2 Fe 14 B 593Mn Sb 587MnOFe 2 O 3 573Y3Fe5O12 560CrO 2 386Mn As 318Gd 292Tb 219Dy 88EuO 69 Ferrimagnitnyj material Ferromagnetizm neobychnoe svojstvo kotoroe proyavlyaetsya tolko v neskolkih veshestvah Naibolee rasprostraneny perehodnye metally zhelezo nikel kobalt i ih splavy a takzhe splavy redkozemelnyh metallov Eto svojstvo ne tolko himicheskogo sostava materiala no i ego kristallicheskoj struktury i mikrostruktury Sushestvuyut ferromagnitnye metallicheskie splavy komponenty kotoryh sami po sebe ne yavlyayutsya ferromagnitnymi Nazyvayut takie splavy splavami Gejslera v chest Frica Gejslera I naoborot sushestvuyut nemagnitnye splavy takie kak nerzhaveyushaya stal sostoyashie pochti isklyuchitelno iz ferromagnitnyh metallov Amorfnye nekristallicheskie ferromagnitnye metallicheskie splavy mozhno poluchit putyom ochen bystroj zakalki ohlazhdeniya zhidkogo splava Ih preimushestvo sostoit v tom chto ih svojstva pochti izotropny ne zavisyat ot napravleniya eto privodit k nizkoj koercitivnoj sile nizkim gisterezisnym poteryam vysokoj magnitnoj pronicaemosti i vysokomu udelnomu elektricheskomu soprotivleniyu Odnim iz takih tipichnyh materialov yavlyaetsya splav sostoyashij iz perehodnogo metalla i metalloidov Naprimer iz 80 perehodnogo metalla obychno Fe Co ili Ni i 20 metalloidnogo komponenta B C Si P ili Al kotoryj snizhaet temperaturu plavleniya Redkozemelnye magnity otnositelno novyj klass isklyuchitelno prochnyh ferromagnitnyh materialov Oni soderzhat lantanoidy kotorye izvestny svoej sposobnostyu nesti bolshie magnitnye momenty na silno lokalizovannyh f orbitalyah V tablice perechisleny ferromagnitnye i ferrimagnitnye soedineniya a takzhe temperatura Kyuri vyshe kotoroj oni perestayut proyavlyat spontannuyu namagnichennost Neobychnye materialy Bolshinstvo ferromagnitnyh materialov metally poskolku elektrony provodimosti chasto otvetstvenny za ferromagnitnye vzaimodejstviya Poetomu razrabotka ferromagnitnyh izolyatorov osobenno multiferroidnyh materialov kotorye proyavlyayut svojstva kak ferromagnitnyh tak i segnetoelektricheskih yavlyaetsya slozhnoj zadachej Ryad aktinidnyh soedinenij ferromagnetiki pri komnatnoj temperature ili proyavlyayut ferromagnetizm pri ohlazhdenii PuP predstavlyaet soboj paramagnetik s kristallicheskoj reshyotkoj kubicheskoj singonii pri komnatnoj temperature no kotoryj preterpevaet strukturnyj perehod v tetragonalnuyu fazu s ferromagnitnym poryadkom pri ohlazhdenii nizhe ego TC 125 K V ferromagnitnom sostoyanii os lyogkogo namagnichivaniya PuP orientirovana v napravlenii lt 100 gt V NpFe 2 legkaya os lt 111 gt Vyshe TC 500 K NpFe 2 takzhe paramagniten i obladaet kubicheskoj kristallicheskoj strukturoj Ohlazhdenie nizhe temperatury Kyuri privodit k romboedricheskoj deformacii pri kotoroj romboedricheskij ugol izmenyaetsya ot 60 kubicheskaya faza do 60 53 Na drugom yazyke eto iskazhenie mozhno predstavit rassmotrev dliny c vdol edinstvennoj trigonalnoj osi posle nachala iskazheniya i a kak rasstoyanie v ploskosti perpendikulyarnoj c V kubicheskoj faze eto svoditsya k c a 1 Pri temperature nizhe Tc ca 1 120 5 10 4 displaystyle frac c a 1 120 pm 5 times 10 4 Eto samaya bolshaya deformaciya sredi vseh aktinoidnyh soedinenij NpNi 2 preterpevaet analogichnoe iskazhenie reshetki nizhe TC 32 K s deformaciej 43 5 10 4 NpCo 2 okazyvaetsya ferrimagnitnym nizhe 15 K V 2009 godu gruppa fizikov Massachusetskogo tehnologicheskogo instituta prodemonstrirovala chto litievyj gaz ohlazhdennyj do temperatury menee odnogo kelvina mozhet proyavlyat ferromagnetizm Komanda issledovatelej ohladila fermionnyj litij 6 do urovnya menee 150 nK 150 milliardnyh dolej kelvina ispolzuya infrakrasnoe lazernogo ohlazhdeniya Eto pervaya demonstraciya ferromagnetizma v gaze V 2018 godu gruppa fizikov iz Universiteta Minnesoty prodemonstrirovala chto obyomno centrirovannyj tetragonalnyj rutenij obladaet ferromagnetizmom pri komnatnoj temperature Ferromagnetizm inducirovannyj elektricheskim polem Nedavnie issledovaniya pokazali chto ferromagnetizm mozhet byt vyzvan v nekotoryh materialah elektricheskim tokom ili napryazheniem Antiferromagnitnye LaMnO3 i SrCoO pereklyuchayutsya v ferromagnitnoe sostoyanie tokom V iyule 2020 goda uchyonye soobshili o sozdanii ferromagnetizma v shiroko rasprostranyonnom diamagnitnom materiale pirite pod dejstviem prilozhennogo napryazheniya V etih eksperimentah ferromagnetizm ogranichivalsya tonkim poverhnostnym sloem ObyasnenieTeorema Bora Van Levena dokazannaya v 1910 h godah ustanovila chto teorii klassicheskoj fiziki nesposobny obyasnit lyubuyu formu magnetizma vklyuchaya ferromagnetizm Magnetizm teper rassmatrivaetsya kak chisto kvantovo mehanicheskij effekt Ferromagnetizm voznikaet iz za dvuh effektov kvantovoj mehaniki spina i principa isklyucheniya Pauli Proishozhdenie magnetizma Odno iz fundamentalnyh svojstv elektrona pomimo togo chto on nesyot zaryad sostoit v tom chto on obladaet to est vedyot sebya kak kroshechnyj magnit sozdavaya magnitnoe pole Etot dipolnyj moment voznikaet iz bolee fundamentalnogo svojstva elektrona ego spina Iz za svoej kvantovoj prirody spin elektrona mozhet nahoditsya v odnom iz dvuh sostoyanij s magnitnym polem napravlennym vverh ili vniz dlya lyubogo vybora napravlenij vverh i vniz Spin elektronov v atomah eto osnovnoj istochnik ferromagnetizma hotya sushestvuet vklad orbitalnogo uglovogo momenta elektrona otnositelno atomnogo yadra Kogda eti magnitnye dipoli v kuske veshestva vyrovneny ih spiny ukazyvayut v odnom napravlenii ih individualnoe magnitnye polya skladyvayutsya dlya sozdaniya gorazdo bolshego makroskopicheskogo polya Odnako materialy sostoyashie iz atomov s zapolnennymi elektronnymi obolochkami imeyut polnyj magnitnyj dipolnyj moment ravnyj nulyu poskolku vse elektrony nahodyatsya v parah s protivopolozhnymi spinami Togda magnitnyj moment kazhdogo elektrona kompensiruetsya protivopolozhnym momentom vtorogo elektrona v pare Tolko atomy s chastichno zapolnennymi obolochkami to est nesparennye spiny mogut imet chistyj magnitnyj moment poetomu ferromagnetizm voznikaet tolko v materialah s chastichno zapolnennymi obolochkami Soglasno pravilam Hunda pervye neskolko elektronov v obolochke preimushestvenno obladayut odinakovymi spinami tem samym uvelichivaya obshij magnitnyj dipolnyj moment Eti chasto nazyvaemye prosto spinami hotya oni takzhe obychno vklyuchayut orbitalnyj uglovoj moment imeyut tendenciyu vyravnivatsya parallelno vneshnemu magnitnomu polyu effekt nazyvaemyj paramagnetizmom Odnako ferromagnetizm vklyuchaet v sebya dopolnitelnoe yavlenie v nekotoryh veshestvah magnitnye dipoli imeyut tendenciyu samoproizvolno vyravnivatsya po napravleniyu vneshnego magnitnogo polya vyzyvaya takoe yavlenie kak dazhe v otsutstvii prilozhennogo magnitnogo polya Obmennoe vzaimodejstvie Kogda dva sosednih atoma imeyut nesparennye elektrony to orientaciya ih spinov parallelnost ili antiparallelnost vliyaet na to mogut li eti elektrony zanimat odnu i tu zhe orbital v rezultate obmennogo vzaimodejstviya Eto v svoyu ochered vliyaet na raspolozhenie elektronov i kulonovskoe vzaimodejstvie i sledovatelno na raznicu energij mezhdu etimi sostoyaniyami Obmennoe vzaimodejstvie svyazano s principom isklyucheniya Pauli soglasno kotoromu dva elektrona s odinakovym spinom ne mogut nahoditsya v odnom i tom zhe kvantovom sostoyanii Eto sledstvie teoremy o svyazi spina so statistikoj i togo chto elektrony eto fermiony Sledovatelno pri opredelyonnyh usloviyah kogda orbitali nesparennyh vneshnih valentnyh elektronov ot sosednih atomov perekryvayutsya to elektricheskie zaryady v prostranstve nahodyatsya dalshe drug ot druga kogda elektrony imeyut parallelnye spiny chem kogda oni imeyut protivopolozhno napravlennye spiny Eto snizhaet elektrostaticheskuyu energiyu elektronov v sluchae parallelnyh spinov po sravneniyu s ih energiej kogda spiny antiparallelny poetomu sostoyanie s parallelnymi spinami bolee stabilno Eta raznica v energii nazyvaetsya obmennoj energiej Obmennaya energiya mozhet byt na neskolko poryadkov bolshe chem raznica v energii svyazannaya s magnitnym dipol dipolnym vzaimodejstviem iz za orientacii dipolya blagodarya kotoroj magnitnye dipoli vystraivayutsya antiparallelno Bylo pokazano chto v nekotoryh legirovannyh oksidah poluprovodnikov RKKI obmennoe vzaimodejstvie vyzyvaet periodicheskie magnitnye vzaimodejstviya s bolshim radiusom dejstviya chto imeet vazhnoe znachenie pri izuchenii materialov dlya spintroniki Materialy v kotoryh obmennoe vzaimodejstvie namnogo silnee chem konkuriruyushee magnitnoe dipol dipolnoe vzaimodejstvie chasto nazyvayut magnitnymi materialami Naprimer v zheleze Fe sila obmennogo vzaimodejstviya primerno v 1000 raz bolshe magnitnogo dipolnogo vzaimodejstviya Sledovatelno nizhe temperatury Kyuri prakticheski vse magnitnye dipoli v ferromagnitnom materiale budut vyrovneny Pomimo ferromagnetizma obmennoe vzaimodejstvie takzhe otvechaet za drugie tipy spontannogo uporyadocheniya atomnyh magnitnyh momentov proishodyashie v tvyordyh telah s magnitnymi svojstvami antiferromagnetizm i ferrimagnetizm Sushestvuyut raznye mehanizmy obmennogo vzaimodejstviya kotorye sozdayut magnetizm v razlichnyh ferromagnetikah ferrimagnetikah i antiferromagnetikah Eti mehanizmy vklyuchayut obmennoe vzaimodejstvie RKKY vzaimodejstvie dvojnoj obmen i superobmennoe vzaimodejstvie Magnitnaya anizotropiya Hotya obmennoe vzaimodejstvie podderzhivaet vyravnivanie spinov ono ne vyravnivaet ih v opredelyonnom napravlenii Bez magnitnoj anizotropii naprimer material sostoyashij iz magnitnyh nanochastic spiny v magnite menyayut napravlenie sluchajnym obrazom iz za teplovyh fluktuacij i magnit stanovitsya superparamagnitnym Sushestvuet neskolko vidov magnitnoj anizotropii naibolee rasprostranennoj iz kotoryh svyazana s magnitnoj kristallicheskoj strukturoj Chto proyavlyaetsya v zavisimosti energii ot napravleniya namagnichennosti otnositelno glavnyh osej kristallograficheskoj reshyotki Drugoj rasprostranyonnyj istochnik anizotropii obratnaya magnitostrikciya kotoryj vyzvan vnutrennimi deformaciyami Odnodomennye magnity takzhe mogut imet anizotropiyu formy iz za magnitostaticheskih effektov kotorye zavisyat ot formy chastic Po mere uvelicheniya temperatury magnita anizotropiya imeet tendenciyu k umensheniyu i chasto voznikaet temperatura blokirovki pri kotoroj proishodit perehod k superparamagnetizmu Magnitnye domeny Dvizhenie magnitnyh domenov v kremnistoj stali s orientirovannymi zernami Mikrofotografiya Kerra poverhnosti metalla pokazyvayushaya magnitnye domeny s krasnymi i zelenymi polosami oboznachayushimi protivopolozhnye napravleniya namagnichennosti Vysheizlozhennoe kazalos by predpolagaet chto kazhdyj obyom ferromagnitnogo materiala dolzhen imet silnoe magnitnoe pole poskolku vse spiny vyrovneny no zhelezo i drugie ferromagnetiki chasto nahodyatsya v nemagnitnom sostoyanii Prichina etogo v tom chto massivnyj kusok ferromagnitnogo materiala razdelyon na kroshechnye oblasti nazyvaemye magnitnymi domenami takzhe izvestnye kak domeny Vejssa Vnutri kazhdoj takoj oblasti spiny sonapravleny no esli obyomnyj material nahoditsya v samoj nizkoenergeticheskoj konfiguracii to est ne namagnichen spiny otdelnyh domenov ukazyvayut v raznyh napravleniyah i ih magnitnye polya kompensiruyutsya drug druga poetomu telo ne obladaet bolshim magnitnym polem Ferromagnitnye materialy spontanno razbivayutsya na magnitnye domeny potomu chto obmennoe vzaimodejstvie yavlyaetsya korotkodejstvuyushej siloj poetomu na bolshih rasstoyaniyah mnogie atomy starayutsya umenshat svoyu energiyu orientiruyas v protivopolozhnyh napravleniyah Esli vse dipoli v kuske ferromagnitnogo materiala vyrovneny parallelno to eto sozdayot bolshoe magnitnoe pole rasprostranyayusheesya v prostranstvo vokrug nego V nyom soderzhitsya mnogo magnitostaticheskoj energii Material mozhet umenshit etu energiyu razdelivshis na mnozhestvo domenov napravlennyh v raznyh napravleniyah poetomu magnitnoe pole ogranicheno nebolshimi lokalnymi polyami v materiale umenshaya takim obrazom obyom zanimaemyj polem Domeny razdeleny tonkimi domennymi stenkami tolshinoj v neskolko atomov v kotoryh napravlenie namagnichennosti dipolej plavno povorachivaetsya ot napravleniya odnogo domena k napravleniyu v drugom Namagnichennye materialy Podvizhnye domennye granicy v zerne kremnistoj stali vyzvannye uvelicheniem vneshnego magnitnogo polya v napravlenii vniz nablyudaemye v mikroskope Kerra Belye oblasti eto domeny s napravlennoj vverh namagnichennostyu temnye oblasti domeny s napravlennoj vniz namagnichennostyu Takim obrazom kusok zheleza v samom nizkom energeticheskom sostoyanii nemagnitnom obychno imeet slaboe magnitnoe pole ili voobshe ne imeet ego Odnako magnitnye domeny v materiale ne statichny eto prosto oblasti gde spiny elektronov spontanno vyrovneny iz za ih magnitnyh polej i takim obrazom ih razmery mozhno menyat prikladyvaya vneshnee magnitnoe pole Esli k materialu prilozhit dostatochno silnoe vneshnee magnitnoe pole to domennye stenki budut dvigatsya Process dvizheniya soprovozhdaetsya povorotom spinov elektronov v domennyh stenkah povorachivayas pod dejstviem vneshnego polya tak chtoby spiny v sosednih domenah okazalis sonapravleny takim obrazom pereorientiruya domeny chtoby bolshee kolichestvo dipolej bylo vyrovneno po vneshnemu polyu Domeny ostanutsya vyrovnennymi kogda vneshnee pole ischeznet sozdavaya sobstvennoe magnitnoe pole rasprostranyayusheesya v prostranstvo vokrug materiala formiruya takim obrazom postoyannyj magnit Domeny ne vozvrashayutsya k svoej ishodnoj konfiguracii s minimalnoj energiej kogda pole snimaetsya potomu chto domennye stenki imeyut tendenciyu stanovitsya zakreplennymi ili zaceplennymi za defekty kristallicheskoj reshetki sohranyaya svoyu parallelnuyu orientaciyu Eto demonstriruetsya effektom Barkgauzena pri izmenenii magnitnogo polya namagnichennost izmenyaetsya tysyachami kroshechnyh preryvistyh skachkov kogda domennye stenki vnezapno sdvigayutsya mimo defektov Namagnichennost kak funkciya vneshnego polya opisyvaetsya krivoj gisterezisa Hotya sostoyanie vyrovnennyh domenov obnaruzhennyh v kuske namagnichennogo ferromagnitnogo materiala ne obladaet minimalnoj energiej to est ono yavlyaetsya metastabilnym i mozhet sohranyatsya v techenie dlitelnyh periodov vremeni Kak pokazyvayut obrazcy magnetita so dna morya kotorye sohranyali svoyu namagnichennost v techenie millionov let Nagrevanie a zatem ohlazhdenie otzhig namagnichennogo materiala kovka putem udarov molotkom ili prilozhenie bystro oscilliruyushego magnitnogo polya ot katushki razmagnichivaniya vysvobozhdaet domennye stenki iz ih zakreplyonnogo sostoyaniya i granicy domenov imeyut tendenciyu peremeshatsya obratno v konfiguraciyu s menshej energiej i menshim vneshnim magnitnym polem razmagnichivaya takim obrazom material Promyshlennye magnity izgotavlivayutsya iz zhyostkih ferromagnitnyh ili ferrimagnitnyh materialov s ochen bolshoj magnitnoj anizotropiej takih kak alniko i ferrity kotorye imeyut ochen silnuyu namagnichennost vdol odnoj osi kristalla lyogkoj osi Vo vremya proizvodstva materialy podvergayutsya razlichnym metallurgicheskim processam v moshnom magnitnom pole kotoroe vyravnivaet kristallicheskie zerna tak chto ih lyogkie osi namagnichivaniya orientiruyutsya v odnom napravlenii Takim obrazom namagnichennost i rezultiruyushee magnitnoe pole vstroeny v kristallicheskuyu strukturu materiala chto ochen zatrudnyaet razmagnichivanie Temperatura Kyuri Pri povyshenii temperatury teplovoe dvizhenie ili entropiya konkuriruet s ferromagnitnym uporyadochivaniem Kogda temperatura podnimaetsya vyshe opredelyonnoj tochki nazyvaemoj temperaturoj Kyuri proishodit fazovyj perehod vtorogo roda i sistema bolshe ne mozhet podderzhivat spontannoe namagnichivanie poetomu eyo sposobnost namagnichivatsya ili prityagivatsya k magnitu ischezaet hotya ona vse eshyo reagiruet kak paramagnetik na vneshnee magnitnoe pole Nizhe etoj temperatury proishodit spontannoe narushenie simmetrii i magnitnye momenty vyravnivayutsya so svoimi sosedyami Temperatura Kyuri eto kriticheskaya tochka gde magnitnaya vospriimchivost rashoditsya i hotya net chistoj namagnichennosti domennye spinovye korrelyacii fluktuiruyut na vseh prostranstvennyh masshtabah Izuchenie ferromagnitnyh fazovyh perehodov osobenno s pomoshyu uproshyonnoj modeli Izinga okazalo vazhnoe vliyanie na razvitie statisticheskoj fiziki Tam vpervye bylo pokazano chto podhody teorii srednego polya nesposobny predskazat pravilnoe povedenie v kriticheskoj tochke kotoraya kak bylo obnaruzheno popadala v klass universalnosti vklyuchayushij mnogie drugie sistemy takie kak perehody zhidkost gaz i dolzhny byli byt zamenena teoriej renormgruppy PrimechaniyaHohlov D R Ferromagnetizm neopr Slovar nanotehnologicheskih i svyazannyh s nanotehnologiyami terminov el izdanie Rosnano Data obrasheniya 30 maya 2013 Arhivirovano 30 maya 2013 goda Ferromagnetizm Fizicheskaya enciklopediya v 5 tomah Gl red A M Prohorov Red kol D M Alekseev A M Baldin A M Bonch Bruevich i dr M Bolshaya Rossijskaya enciklopediya 1998 1999 T 5 Stroboskopicheskie pribory Yarkost 20 000 ekz ISBN 5 85270 034 7 Chikazumi Sōshin Physics of ferromagnetism 2nd Oxford Oxford University Press 2009 P 118 ISBN 9780199564811 Bozorth Richard M Ferromagnetism first published 1951 reprinted 1993 by IEEE Press New York as a Classic Reissue ISBN 0 7803 1032 2 Encyclopedia of surface and colloid science 2nd New York Taylor amp Francis 2006 P 3471 ISBN 9780849396083 Cullity B D 6 Ferrimagnetism Introduction to Magnetic Materials B D Cullity C D Graham John Wiley amp Sons 2011 ISBN 9781118211496 Aharoni Amikam Introduction to the theory of ferromagnetism Oxford University Press 2000 ISBN 9780198508090 Kittel Charles sixth John Wiley and Sons 1986 ISBN 0 471 87474 4 Jackson Mike 2000 Wherefore Gadolinium Magnetism of the Rare Earths PDF IRM Quarterly 10 3 Institute for Rock Magnetism Arhivirovano PDF 12 iyulya 2017 Data obrasheniya 8 avgusta 2016 Hill Nicola A 1 iyulya 2000 Why Are There so Few Magnetic Ferroelectrics The Journal of Physical Chemistry B 104 29 6694 6709 doi 10 1021 jp000114x ISSN 1520 6106 Neutron diffraction study of PuP The electronic ground state Phys Rev B 14 9 4064 67 1976 Bibcode 1976PhRvB 14 4064L doi 10 1103 PhysRevB 14 4064 Magnetic properties of neptunium Laves phases NpMn2 NpFe2 NpCo2 and NpNi2 Phys Rev B 11 1 530 44 1975 Bibcode 1975PhRvB 11 530A doi 10 1103 PhysRevB 11 530 Lattice distortions measured in actinide ferromagnets PuP NpFe2 and NpNi2 PDF J Phys Colloque C4 Supplement 40 4 C4 68 C4 69 Apr 1979 Arhivirovano PDF 4 aprelya 2012 Data obrasheniya 12 marta 2021 G B Jo 2009 Itinerant Ferromagnetism in a Fermi Gas of Ultracold Atoms Science 325 5947 1521 24 arXiv 0907 2888 Bibcode 2009Sci 325 1521J doi 10 1126 science 1177112 PMID 19762638 Quarterman P 2018 Demonstration of Ru as the 4th ferromagnetic element at room temperature Nature Communications 9 1 2058 Bibcode 2018NatCo 9 2058Q doi 10 1038 s41467 018 04512 1 PMID 29802304 Fool s gold may be valuable after all phys org angl Arhivirovano 14 avgusta 2020 Data obrasheniya 17 avgusta 2020 Walter Jeff 2020 07 01 Voltage induced ferromagnetism in a diamagnet Science Advances angl 6 31 eabb7721 Bibcode 2020SciA 6B7721W doi 10 1126 sciadv abb7721 ISSN 2375 2548 PMID 32832693 Chikazumi Sōshin Physics of ferromagnetism 2nd Oxford Oxford University Press 2009 P 129 30 ISBN 9780199564811 Assadi M H N 2013 Theoretical study on copper s energetics and magnetism in TiO2 polymorphs Journal of Applied Physics 113 23 233913 233913 5 arXiv 1304 1854 Bibcode 2013JAP 113w3913A doi 10 1063 1 4811539 Aharoni Amikam Introduction to the Theory of Ferromagnetism Clarendon Press 1996 ISBN 0 19 851791 2 Feynman Richard P The Feynman Lectures on Physics Vol I Richard P Feynman Robert B Leighton Matthew Sands Pasadena California Inst of Technology 1963 P 37 5 37 6 ISBN 0465024939 Arhivnaya kopiya ot 28 aprelya 2021 na Wayback MachineLiteraturaFizicheskaya enciklopediya v 5 tomah Gl red A M Prohorov Red kol D M Alekseev A M Baldin A M Bonch Bruevich i dr M Bolshaya Rossijskaya enciklopediya 1998 1999 T 5 Stroboskopicheskie pribory Yarkost 20 000 ekz ISBN 5 85270 034 7 Slovar nanotehnologicheskih i svyazannyh s nanotehnologiyami terminov pod red S V Kalyuzhnogo M Fizmatlit 2010 528 s ISBN 978 5 9221 1266 6 Richard M Bozort Ferromagnetizm Per s angl Pod red E I Kondorskogo i B G Livshica M Izd vo inostr lit 1956 784 s