Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Вест А. -> "Химия твердого тела. Теория и приложения: В 2-х ч. Ч. 2" -> 49

Химия твердого тела. Теория и приложения: В 2-х ч. Ч. 2 - Вест А.

Вест А. Химия твердого тела. Теория и приложения: В 2-х ч. Ч. 2: Пер. с англ.. Под редакцией академика Ю.Д. Третьякова — М.: Мир, 1988. — 336 c.
ISBN 5-03-000071-2
Скачать (прямая ссылка): chem_t_v.pdf
Предыдущая << 1 .. 43 44 45 46 47 48 < 49 > 50 51 52 53 54 55 .. 124 >> Следующая

Рис. 16.4. Взаимодействие, спинов ^-электронов ионов Ш2+ через р-орбита-ли ионов кислорода, приводящее к возникновению антиферромагнетизма.
ионов О2". В результате такого взаимодействия возникает некоторое возбужденное состояние, в котором осуществляется перенос электрона с е^-орбитали иона №2 + на р-орбиталь кислородного иона. На каждой р-орбитали иона О2" имеются два электрона, которые спарены антипараллелыю. Следовательно, в случае, если ионы №2+ и 02~ находятся настолько близко друг к другу, что возможно взаимодействие их электронов, то во всем кристалле образуется цепь взаимодействующих электронов (рис. 16.4). В результате спины всех соседних ионов гЛ2+, разделенных ионами 02~, ориентируются антипараллелыю.
16.2.5. Некоторые другие понятия
Ферромагнитные материалы имеют доменную структуру, аналогичную доменной структуре сегнетоэлектриков (гл. 15). Внутри каждого домена все спины ориентированы параллельно. Однако, несмотря на то что в материале в целом имеется полное магнитное насыщение, различные домены имеют разную ориентацию спинов.
Под действием внешнего магнитного поля в ферромагнитных веществах возникают явления, аналогичные тем, которые возникают в сегнетоэлектриках при действии внешнего электрического поля (разд. 15.4). На кривой зависимости намагниченности М или магнитной индукции В от напряженности магнитного поля Н наблюдается гистерезис. Аналогичный гистерезис

16.2. Теория магнетизма
137
имеется и на зависимостях поляризации от напряженности поля в сегнетоэлектрических материалах (рис. 15.12). При достаточно больших значениях напряженности магнитного поля достигается намагниченность насыщения, когда спины всех доменов ориентированы параллельно друг к другу. При намагничивании и размагничивании веществ в магнитных полях противоположного направления происходит диссипация энергии, обычно в виде рассеянного тепла. Величина магнитной энергии, потерянной в течение полного цикла (намагничивание — размагничивание), пропорциональна площади петли гистерезиса. Эта энергия носит название магнитные потери на гистерезис. Для некоторых областей применения ферромагнитных материалов необходимо, чтобы магнитные потери на гистерезис были минимальными. Это значит, что площадь, охватываемая петлей гистерезиса, должна, быть как можно меньше.
Материалы с низкой коэрцитивной силой Нс называют магнитно-мягкими материалами. Коэрцитивная сила — это напряженность обратного магнитного поля, которое необходимо приложить, чтобы достичь полной размагниченности материала. Магнитно-мягкие материалы характеризуются низкой магнитной проницаемостью, и, следовательно, их петля гистерезиса должна быть «узкой в талии» и небольшой площади. Магнитно-жесткие материалы характеризуются высокой коэрцитивной силой и большой остаточной намагниченностью Мг. Последняя величина отвечает намагниченности, которая остается после того, как напряженность внешнего магнитного поля становится равной нулю (рис. 15.12). Магнитно-жесткие материалы трудно» полностью размагнитить, поэтому их часто используют в качестве постоянных магнитов.
В кристаллах ферромагнитных материалов результирующий магнитный момент располагается вдоль некоторых преимущественных направлений. У железа, например, такие направления параллельны осям элементарной ячейки кубической решетки. Их называют осями легкого намагничивания (рис. 16.5,а). Энергией магнитной кристаллографической анизотропии называют энергию, необходимую для поворота направления результирующего магнитного момента в сторону от оси легкого намагничивания.
Дополнительным источником потерь энергии при изменении напряженности внешнего магнитного поля являются электрические токи, так называемые вихревые токи, которые индуцируются в материале. Переменное магнитное поле индуцирует переменное электрическое поле, в котором потери, связанные с вихревыми токами, равны РЯ или У2/Я. Поэтому в материалах с высоким сопротивлением вихревые токи малы. Одно из преимуществ большинства магнитных оксидов по сравнению с ме
138
16. Магнитные свойства
таллами заключается в их заметно большем электрическом сопротивлении.
Многие магнитные материалы обладают магнитостракцией, т. е. способностью к изменению формы при намагничивании. Например, никель и кобальт сжимаются в направлении намагничивания и растягиваются в перпендикулярном направлении. В слабых магнитных полях железо ведет себя противоположным образом. В сильных магнитных полях форма железа меняется, так же как у никеля и кобальта. Происходящие изменения размеров невелики. Коэффициент магиитострикции А,5, определяемый как А,я = Д///о( возрастает с ростом напряженности поля от 1 до 60-10-"5 при намагниченности насыщения. Поэтому весь эффект изменения размеров образца под действием магнитного поля сравним по величине с эффектом изменения формы при нагревании на несколько градусов.
16.3. Примеры магнитных материалов, их структуры и свойства
16.3.1. Металлы и сплавы
Пять переходных металлов Сг, Мп, Ре, Со, № и большинство лантаноидов проявляют ферро- и антиферромагнитные свойства. Для очень многих сплавов и интерметаллических соединений также характерен тот или иной тип магнитного упорядочения.
Предыдущая << 1 .. 43 44 45 46 47 48 < 49 > 50 51 52 53 54 55 .. 124 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed