72磁性 铁磁性和铁电性有相似的规律,但应该强调的是 它们的本质差别;铁电性是由离子位移引起的, 而铁磁性则是由原子取向引起的;铁电性在非对 称的晶体中发生,而铁磁性发生在次价电子的非 平衡自旋中;铁电体的居里点是由于熵的增加 (晶体相变),而铁磁体的居里点是原子的无规 则振动破坏了原子间的“交换”作用,从而使自 发磁化消失引起的
7.2 磁性 铁磁性和铁电性有相似的规律,但应该强调的是 它们的本质差别;铁电性是由离子位移引起的, 而铁磁性则是由原子取向引起的;铁电性在非对 称的晶体中发生,而铁磁性发生在次价电子的非 平衡自旋中;铁电体的居里点是由于熵的增加 (晶体相变),而铁磁体的居里点是原子的无规 则振动破坏了原子间的“交换”作用,从而使自 发磁化消失引起的
交换作用:铁磁性除与电子结构有关外,还决定于 晶体结构。实践证明,处于不同原子间的、未被填 满壳层上的电子发生特殊的相互作用。这种相互作 用称为“交换”作用。 这是因为在晶体内,参与这种相互作用的电子已不 再局限于原来的原子,而是“公有化”了。原子间 好像在交换电子,故称为“交换”作用。 而由这种“交换”作用所产生的“交换能”J与晶 格的原子间距有密切关系。当距离很大时,J接近 于零。随着距离的减小,相互作用有所增加,J为 正值,就呈现出铁磁性。当原子间距a与未被填满 的电子壳层直径D之比大于3时,交换能为正值,当 时,交换能为负值,为反铁磁性
交换作用:铁磁性除与电子结构有关外,还决定于 晶体结构。实践证明,处于不同原子间的、未被填 满壳层上的电子发生特殊的相互作用。这种相互作 用称为“交换”作用。 这是因为在晶体内,参与这种相互作用的电子已不 再局限于原来的原子,而是“公有化”了。原子间 好像在交换电子,故称为“交换”作用。 而由这种“交换”作用所产生的“交换能”J与晶 格的原子间距有密切关系。当距离很大时,J接近 于零。随着距离的减小,相互作用有所增加,J为 正值,就呈现出铁磁性。当原子间距a与未被填满 的电子壳层直径D之比大于3时,交换能为正值,当 时,交换能为负值,为反铁磁性
铁磁性范開 下j KFe d F S互 交换能与铁磁性的关系 居里点:铁磁体的铁磁性只在某一温度以下才表现出来,超 过这一温度,由于物质内部热骚动破坏电子自旋磁矩的平行 取向,因而自发磁化强度变为0,铁磁性消失。这一温度称为 居里点Tc。在居里点以上,材料表现为强顺磁性,其磁化率 与温度的关系服从居里一外斯定律, X=C/T-Tc) 式中C为居里常数
交换能与铁磁性的关系 居里点:铁磁体的铁磁性只在某一温度以下才表现出来,超 过这一温度,由于物质内部热骚动破坏电子自旋磁矩的平行 取向,因而自发磁化强度变为0,铁磁性消失。这一温度称为 居里点TC。在居里点以上,材料表现为强顺磁性,其磁化率 与温度的关系服从居里-外斯定律, =C/(T-Tc) 式中C为居里常数
依据原子的磁矩(有轨道磁矩和原子磁矩,统 称为原子磁矩)结构,铁磁性分为两类: 本征铁磁性材料:在某一宏观尺寸大小的范围 内,原子磁矩的方向趋于一致,此范围称为磁 畴(一般为12微米,每个磁畴可以看作是 具有一定自发磁化强度的小永磁体),这种铁 磁性称为完全铁磁性(Fe、Co、Ni) 大小不同的原子磁矩反平行排列,二者不能完 全抵消,相对于外磁场表现出一定的磁化作用, 称此种铁磁性为亚铁磁性(铁氧体)
依据原子的磁矩(有轨道磁矩和原子磁矩,统 称为原子磁矩)结构,铁磁性分为两类: 本征铁磁性材料:在某一宏观尺寸大小的范围 内,原子磁矩的方向趋于一致,此范围称为磁 畴(一般为1——2微米,每个磁畴可以看作是 具有一定自发磁化强度的小永磁体),这种铁 磁性称为完全铁磁性(Fe、Co、Ni)。 大小不同的原子磁矩反平行排列,二者不能完 全抵消,相对于外磁场表现出一定的磁化作用, 称此种铁磁性为亚铁磁性(铁氧体)
反铁磁性:反铁磁性,由于交换作用,相邻晶 胞中的单电子自旋反向排列,引起相邻磁矩反 向排列,在铁电性材料中有反铁电性。 顺磁性和铁磁性:两者都具有永久磁矩,有外 电场时,前者表现出极弱的磁性,后者磁化强 度大,当移去外磁场,则前者不表现出磁性, 而后者则保留极强的磁性。 亚铁磁性体:相邻原子磁体反平行,磁矩大小 不同,产生与铁磁性相类似的磁性。一般称为 铁氧体的大部分铁系氧化物即为此。 磁性材料:铁磁性与亚铁磁性的统称
反铁磁性:反铁磁性,由于交换作用,相邻晶 胞中的单电子自旋反向排列,引起相邻磁矩反 向排列,在铁电性材料中有反铁电性。 顺磁性和铁磁性:两者都具有永久磁矩,有外 电场时,前者表现出极弱的磁性,后者磁化强 度大,当移去外磁场,则前者不表现出磁性, 而后者则保留极强的磁性。 亚铁磁性体:相邻原子磁体反平行,磁矩大小 不同,产生与铁磁性相类似的磁性。一般称为 铁氧体的大部分铁系氧化物即为此。 磁性材料:铁磁性与亚铁磁性的统称