導入
強磁性とは、特定の物体が外部磁場の影響下で非常に強く磁化され、一部の物体（磁石、硬磁性材料）は外部磁場の消滅後も大きな磁化を維持する必要があるという特性です。この特性は、材料または遷移金属の錯体の金属中心間のスピンの集合的な結合から生じ、すべてのスピンのモーメントは同じワイス領域内で同じ方向を向いています。
磁化率と磁場
磁場に浸された強磁性材料は、その中に新しい磁場を生成します。この現象は、より一般的には磁化と呼ばれます。
磁化によって生成された磁場が初期磁場に追加され、その 2 つの合計が観察されます。このような場合、磁場という用語は全磁場を指し、初期磁場は磁気励起と呼ばれます。
言い換えれば、私たちは時々、 Hで示される初期磁場である磁気励起と、 Bで示される全磁場を区別するように導かれます。
- $$ {symbol B = \mu_0 \left( symbol H + symbol M \right)} $$
強磁性体の場合、磁化率χ は次の式で与えられます。
- $$ {\chi = \lim_{symbol{B} \to 0} \frac {\partial symbol{M}}{\partial symbol{H}}} $$、
とても高いです。
磁化は、温度、磁場、さらには以前に加えられた磁場などの多くのパラメータに依存する関数です (ヒステリシスサイクル、以下を参照)。
最初の磁化曲線
物体が初めて磁化されると、その磁化は最初の飽和曲線に従って飽和値まで増加します。
磁化Mの値が低い場合、磁化曲線は次の形式の関数に従います。
- $$ {symbol M = \chi symbol H + \xi |symbol{H}^2| } $$、
レイリーの法則として知られています。ここで、χ Hとξ | H |図２は、磁化の可逆的変化と不可逆的変化をそれぞれ示している。
温度の影響
| 材料 | 温度ド・キュリー (K) |
|---|---|
| コ | 1388年 |
| 鉄 | 1043 |
| FeOFe 2 O 3 * | 858 |
| MnBi | 630 |
| どちらでもない | 627 |
| MnSb | 587 |
| MnOFe 2 O 3 * | 573 |
| CrO2 | 386 |
| MnAs | 318 |
| ゴッド | 292 |
| ディ | 88 |
| EuO | 69 |
一般的に言えば、温度が上昇すると、磁気モーメントは結晶格子との結合がますます少なくなり、外部場の影響下で配向しやすくなります。したがって、磁化率は、 Tで示されるキュリー温度に近づくと急速に増加します。それはTで最大値に達し、その後突然消えます。これはホプキンソン ピークまたはホプキンソン効果であり、二次相転移の兆候です。
キュリー温度を超えると、材料は常磁性（再）になり、自発磁化はゼロになります。その感受性はキュリー・ワイスの法則に従います。
- $$ {\chi = \frac {C_m}{T-T_{\rm C}}} $$。
T = Tでは、磁化率は無限大になる傾向があり、これは実験と一致しています。
強磁性体
工業用途では、鉄、コバルト、ニッケルのみが強磁性です。一部の希土類(周期表ではランタニド) も低温では強磁性になります。合金に関する限り、状況は非常に複雑です。鉄とニッケルの特定の合金はそうではありませんが、非強磁性金属 (61% Cu、24% Mn、15% Al) のみで構成されるホイスラー合金は、強磁性。最後に、組成が (MO; Fe 2 O 3 ) の形式であるフェライトを追加する必要があります。M は 2 価の金属であり、その最も古い代表例はマグネシアの都市にちなんで名付けられたマグネタイトFe 3 O 4 (FeO; Fe 2 O 3 ) です。 、小アジアで。