§11-9  铁磁性

    铁磁质具有比另外两种磁介质强烈得多的磁性,磁导率和磁化率都相当高,并且还具有一系列其他磁介质所没有的性质。所以这类材料在工农业生产、科学研究、通讯、广播电视、计算机技术、空间技术和军事技术中都有广泛的应用。在元素周期表中,过渡族中的铁、钴和镍,稀土族中的镝、钆等都属于铁磁质,而常用的铁磁质多是它们的合金(如铁碳、铁硅、铁铝、铁镍、铝镍钴、钴镍、钐钴、钇钴和钕铁硼等),铁氧体(如锰铁氧体、镁铁氧体、钡铁氧体和钇铁氧体等)以及氧化物(如二氧化铬、g -三氧化二铁等)。关于铁磁质的性质,大家可以从以下几方面来认识。

    一、自发磁化强度

    大家知道,顺磁质只有在外磁场作用下才表现出宏观磁性来,不具有自发磁化的性质。这是因为顺磁质虽然每个分子都具有一定的磁矩,但由于热运动,分子磁矩混乱取向,致使任何宏观体积内分子磁矩的矢量和为零。在外磁场的作用下分子磁矩在一定程度上沿外磁场取向,才表现出一定的磁化强度。对于铁磁质,单个原子的磁性与顺磁质没有根本差别,都是来源于原子中电子的轨道磁矩和自旋磁矩。但当原子或离子按一定的周期性和对称性构成晶体时,与顺磁性的差别才表现出来。其主要差别是,在铁磁晶体中,相邻的两个原子之间存在着交换作用,致使它们的磁矩平行排列,在一定温度以下,热运动不足以破坏这种有序性。而对于顺磁质,相邻原子不存在交换作用,磁矩是混乱取向的,要使原子磁矩平行排列,必须依靠外磁场的作用。所以,物质的铁磁性不仅是原子或离子磁性的反映,更是晶体中相邻原子或离子之间相互作用的反映。

    正是由于交换作用的存在,铁磁质内部一定范围的原子或离子磁矩都是平行排列的,因而在没有外磁场作用的情况下,宏观体积内已具有一定的磁化强度,这称为铁磁质的自发磁化强度。不同的铁磁质具有不同的自发磁化强度。

       
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