Феромагнетизмът е механизъм, чрез който някои материали (например желязото) се превръщат в постоянни магнити. Във физиката са известни няколко различни типа магнетизъм. Феромагнетизъм (включително и феримагнетизма)[1] е най-силният вид. Това е единственият вид, който създава достатъчно големи сили за да бъдат усетени и които са в основата на явлението магнетизъм.

Thumb
Магнит с дължина около 3 см от Алнико – сплав от желязо, алуминий, никел и кобалт. Формата на подкова сближава северния и южния полюс на магнита, създавайки силно магнитно поле между тях. Металната пластина между полюсите в долната част се нарича „пазител“. Оставя се върху магнита, когато не се използва, за да се предотвратява размагнитването на магнита. Създавайки затворена магнитна верига, тя засилва магнитния поток в магнита, което прави по-трудно за механични удари или високи температури да рандомизират магнитните домейни на метала.

Феромагнитите са вещества, които се намагнитват силно под действие на външно магнитно поле и запазват намагнитеността си при премахване на външното поле. Феромагнитни вещества са желязото, кобалтът, никелът и гадолиният, сплавите на тези вещества помежду им и с някои други метали, както и някои сплави на неферомагнитни метали. Относителната магнитна проницаемост на феромагнитните вещества е много по-голяма от единица и зависи от интензитета на намагнитващото поле и от магнитното състояние на тялото. Други характерни свойства на феромагнитните вещества са: възможност за достигане при силно намагнитващо поле на състояние на магнитно насищане, наличие на остатъчна индукция и на коерцитивна сила, съществуване на точка на Кюри. Феромагнитните вещества се използват за направа на трансформатори, електрически машини, постоянни магнити и електромагнити, релета, измерителни уреди и други. Феромагнитите имат свойството да увеличават многократно магнитното поле.

Thumb
Ориентация на домени в не-ориентирана стоманена структура, заснета с магнито-оптичен сензор и поляризационен микроскоп.
Thumb
Движение на магнитни домени в специална магнитна стомана с ориентирани зърна

История

Исторически терминът феромагнетизъм е използван за всички материали, които имат спонтанно намагнитване и собствен магнитен момент в отсъствие на външно магнитно поле. Това общо определение все още се употребява. Напоследък обаче е открит различен вид спонтанно намагнитване, който е наречен феримагнетизъм.[2]

Феромагнитни материали

Феромагнетизмът е свойство, което зависи от кристалната структура и микроскопичната организация на материала, а не от химическия състав на веществото. Съществуват феромагнитни сплави, чиито компоненти сами по себе си нямат феромагнитни свойства.

Thumb
Микрография на Keрр на метална повърхност показваща магнитни домени. Домените са червени или зелени в рамките на всяко микрокристално зърно. Магнитното поле на червените домени е обратно на магнитното поле на зелените домени.

Обяснение

Магнитна анизотропия

Въпреки че обемното взаимодействие държи спиновете подредени, то не ги подрежда в определена посока. Без магнитна анизотропия спиновете на магнитните домени произволно променят посоката си в резултат на топлинни колебания. Съществуват няколко вида магнитната анизотропия. Най-често срещана е зависимостта на посоката на намагнитване от кристалографската решетка. Друг често срещан източник на анизотропия е обратната магнитострикция, която се предизвиква от вътрешни деформации. В резултат на магнитостатичен ефект понякога единичните магнитни домени имат обемна анизотропия. Когато температурата на магнита започва да расте, анизотропията намалява [3]

Магнитни домени

Изглежда че всяка част от магнитния материал трябва да има силно магнитно поле когато всички спинове са подредени, но желязо и някои други феромагнитни материали често се намират в немагнитно състояние. Причина за това е че в по-голямата си част феромагнитните материали са разделени на малки магнитни области, наречени магнитни домени[4] (известни също като домени на Weiss). Във вътрешността на всеки домен спиновете са подредени, но (ако материалът е ненамагнетизиран), спиновете на отделните домени са ориентирани в различни посоки и тяхното магнитно поле се нулира.

More information Материал, Темп. Кюри (K) ...
Температура на Кюри за някои кристални феромагнитни
(* = феримагнитни) материали[5]
Материал Темп.
Кюри (K)
Co 1388
Fe 1043
Fe2O3* 948
Fe3O4* 858
NiFe2O4* 858
CuFe2O4* 728
MgFe2O43* 713
MnBi 630
Ni 627
MnSb 587
MnFe2O4* 573
Y3Fe5O12* 560
CrO2 386
MnAs 318
Gd 292
Tb 219
Dy 88
EuO 69
Close

Температура на Кюри

Когато температурата намалява термичното движение или ентропията намалява и диполите стават все по-подредени. Когато температурата достигне определена критична точка, наречена температура на Кюри настъпва фазов преход от втори род. При него магнитните материали губят магнитните си свойства.

Thumb
Магнитни домени в неориентирана специална магнитна стомана (заснети с CMOS-MagView

Вижте също

Източници

Външни препратки

Wikiwand in your browser!

Seamless Wikipedia browsing. On steroids.

Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.

Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.