MATERIAŁY MAGNETYCZNE

Wykład 6

Magnetyzacja



Magnetyzacja (namagnesowanie) jest

wielkością fizyczną opisującą pole

magnetyczne wytwarzane przez materiał.



Definiuje się ją przez określenie momentu
magnetycznego wytworzonego w jednostce

objętości materiału.



Magnetyzacja jest wynikiem orbitalnych i

spinowych momentów magnetycznych

elektronów.

Magnetyczny moment dipolowy

Trwały moment

magnetyczny

m =



0

Is

czyli suma wynikająca z:



jądrowego momentu
magnetycznego,



ruchu elektronu po
orbicie,



spinu elektronu (ruchu

obrotowego wokół

własnej osi).

Indukowany moment

magnetyczny

Krzywa magnesowania

Zależność B =



H

Pętla histerezy magnetycznej

Zależność B =



H

Zależności

B =



H =



0



w

H

B =



0



w

H +



0

H -



0

H

B =



0

H (



w

– 1) +



0

H

(



w

– 1) = η

w

podatność

magnetyczna

B =



0

η

w

H +



0

H



0

η

w

H

magnetyzacja materiału



0

H

ośrodek

Podział materiałów ze względu na

podatność magnetyczną

Ze względu na wartość podatności magnetycznej η

w

wszystkie materiały dzielimy na trzy grupy:



Diamagnetyki (

η

w

< 0) - np. bizmut, krzem



Paramagnetyki(0 <

η

w

< l) - np. aluminium, platyna



Ferromagnetyki (

η

w

> 1) -

np. żelazo, nikiel

–

Ferrimagnetyki

– np. chrom, ferryty

–

Antyferromagnetyki

– np. mangan

Właściwości magnetyczne

pierwiastków

(Dy

– dysproz, Er – erb)

Nd - neodym
Sm - samar

Diamagnetyki



to materiały nie posiadające stałego
momentu magnetycznego,



nie wykazują samorzutnie właściwości
magnetycznych,



diamagnetyk jest bardzo słabo
odpychany przez magnes,



umieszczenie diamagnetyku w

zewnętrznym polu magnetycznym
powoduje powstanie w tym materiale

słabego pola magnetycznego
skierowanego przeciwnie do pola

zewnętrznego.

Paramagnetyki



materiały nie posiadające stałego
momentu magnetycznego,



nie wykazują samorzutnie właściwości
magnetycznych,



paramagnetyk jest bardzo słabo

przyciągany przez magnes,



umieszczenie paramagnetyku w

zewnętrznym polu magnetycznym
powoduje powstanie w tym materiale

słabego pola magnetycznego
skierowanego zgodnie z polem

zewnętrznym.

Ferromagnetyki



wykazują samorzutne własne
namagnesowanie,



ferromagnetyk jest silnie przyciągany przez
magnes,



umieszczenie ferromagnetyku w zewnętrznym
polu magnetycznym powoduje w tym
materiale silne namagnesowanie
(uporządkowanie domen), które może
pozostać nawet po usunięciu zewnętrznego
pola magnetycznego

Inne efekty ferromagnetyczne



antyferromagnetyk -

materiał o strukturze

magnetycznej ze spontanicznym antyrównoległym

uporządkowaniem elementarnych momentów

magnetycznych o jednakowej wartości (momenty

kompensują się) – typowy antyferromagnetyk
mangan,



ferrimagnetyk -

materiał o strukturze magnetycznej

ze spontanicznym antyrównoległym

uporządkowaniem elementarnych momentów

magnetycznych o różnej wartości (momenty nie

kompensują się) - ferryty



występują w temperaturach poniżej temperatury
Neela

Warunki efektu ferromagnetycznego



Nieskompensowany moment
magnetyczny



Efekt działania sił wymiany między
atomami

3,2 < a/r < 6,2