Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Вест А. -> "Химия твердого тела. Теория и приложения: В 2-х ч. Ч. 2" -> 50

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 .. 44 45 46 47 48 49 < 50 > 51 52 53 54 55 56 .. 124 >> Следующая

в
*\л—
-1-п-—-^
СО,ТС = 1404К
Рис. 16.5. Ферромагнитное упорядочение в объемноцентрироваииой структуре a-Fe, гранецентрироваипой структуре Ni и гексагональной плотноупако-
ваипой структуре Со.
Как видно из рис. 16.5, железо, кобальт и никель фсрромаг-нитны. В объемноцентрироваииой кубической структуре а-Рс спины ориентированы в направлении [100], параллельно ребру элементарной ячейки. В гранецентрированпоп структуре никеля ориентация спинов соответствует направлению fill], т.е. параллельно объемной диагонали куба. Кобальт имеет гексагопаль-
a-Fe,rc=l043 К

Ni,7c=G3l К
16.3. Примеры магнитных материалов
139
ную плотмейшую упаковку, и спины электронов ориентированы параллельно оси с элементарной ячейки. Эти примеры наглядно демонстрируют, что существование ферромагнетизма не. связано с каким-либо особым типом кристаллической структуры!
Хром и марганец при низких температурах — аитиферромаг-иетики. Температуры Ыееля Тм для Мп и Сг равны 95 и 313 Некристаллическая решетка марганца весьма сложна, хром же имеет объемноцентрированиую кубическую решетку, аналогичную а-Ре. В решетке хрома спины ориентированы антипарал-лелыю одной из осей кубической элементарной ячейки.
Некоторые характеристики ферромагнитных материалов приведены на рис. 16.6. На рис. 16.6, а приведена температурная зависимость величины магнитной восприимчивости или магнитного момента. Обозначение осей, правда, не соответствует этим физическим величинам. По вертикальной оси отложена намагниченность насыщения железа, отнесенная к ее максимально возможной величине (при О К). По горизонтальной оси отложена так называемая «приведенная температура», т. е. отношение реальной температуры к температуре Кюри. Поэтому в точке Кюри приведенная температура равна единице (Т/Тс=1). Использование приведенных координат позволяет сравнивать материалы с различными температурами Кюри и различными магнитными моментами. Из рис. 16.6, а видно, что по магнитным свойствам железо и никель очень сходны между собой: с повышением температуры от О К при малых Т/Тс намагниченность насыщения металлов остается постоянной и начинает быстро падать при приближении к температуре Тс.
Выше температуры Кюри железо, кобальт и никель становятся парамагнетиками. При температурах существенно выше Тс выполняется закон Кюри—Вейсса, вблизи точки Кюри наблюдается отклонение от прямолинейности (рис. 16.5,6), Это отклонение связано с существованием ближнего упорядочения спинов. Дальний порядок, существовавший в ферромагнитном состоянии (ниже Тс), исчезает, а ближний порядок сохраняется и несколько выше Тс. Поэтому температура 8 (константа Вейсса) несколько отличается от Тс. Приведенные на рис. 16.6, б данные относятся к никелю, однако аналогичные результаты были получены также для железа и кобальта.
Переход из ферромагнитного в парамагнитное состояние при температуре Тс описывается такими же параметрами, как и любой фазовый переход второго рода или ^-образный фазовый переход (гл. 12). Это классический пример перехода типа порядок — беспорядок. Абсолютно упорядоченное состояние может существовать лишь при абсолютном нуле. При любой реальной температуре идет процесс разупорядочеиия, причем с ростом температуры разупорядочение быстро усиливается. Зависимость
16. Магнитные свойства
теплоемкости от температуры проходит через максимум при температуре Тс (рис. 16.6,в).
Здесь следует обратить внимание на до сих пор нерешенную проблему теории ферромагнетизма. Почему ферромагнитные вещества сгруппированы так плотно в периодической системе элементов, а главное, сколько неспаренных электронов атома .могут вносить вклад в магнитные характеристики ферромагнети-


16,3. Примеры магнитных материалов
141
60
в; О 2
I 40 20
- Ре в
- т С
/ 1 1 1 , ,1........ 1 •
О 200 400 600 800 1000 Т, К
Рис. 16.6. Некоторые свойства ферромагнитных материалов, а — зависимость намагниченности насыщения, отнесенной к намагниченности насыщения при абсолютном нуле, от приведенной температуры; б— зависимость обратной величины магнитной восприимчивости от температуры (закон Кюри — Вейс-са). Показано отклонение от прямолинейной зависимости вблизи Тс; в — теплоемкость железа как функция температуры [14].
ков? Фактический материал приведен ниже. А какова ваша точка зрения на эту проблему?
Для трех ферромагнитных элементов первого ряда переходных металлов электронная конфигурация приведена в табл. 16.3. Из таблицы видно, что у изолированных атомов всех этих элементов в основном состоянии 45-уровни полностью укомплекто-
Таблпца 16.3. Электронное строение железа, кобальта, никеля
ФЕРРОМАГНИТНОЕ СОСТОЯНИЕ
МЕТАЛЛ ЭЛЕКТРОННАЯ КОНФИГУРАЦИЯ ИЗОЛИРОВАННОГО ИОНА ЧИСЛО НЕСПАРЕИИЫХ СПННОВ КОНФИГУРАЦИЯ
^2 2,2
Со сПв2 1,7
N1 #Я2 0,6
ваны. В то же время в ферромагнитном состоянии 45-зона не заполнена, так как некоторые из в-электронов переходят в З^-зо-ну. Доказательства такого распределения электронов основываются на расчетах зонной структуры и величинах намагниченности насыщения, которые пропорциональны числу неспареииых электронов. Так, суммарный магнитный момент атома железа
Предыдущая << 1 .. 44 45 46 47 48 49 < 50 > 51 52 53 54 55 56 .. 124 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed