Img00322

326

Ferryty

5.65.    Nazwy ferryty używa się do określania materiałów o własnościach ferrima-gnetycznych. Ferryty zwane niekiedy materiałami magnetycznymi tlenkowymi (zwane również wprawdzie rzadziej, oksiferami, dla podkreślenia tego, że ich podstawowym składnikiem jest tlenek żelaza) są tlenkami metali, a więc ceramikami o własnościach charakterystycznych dla materiałów ceramicznych; są: twarde, kruche, trudno obrabialne, źle przewodzą elektryczność. Własności elektryczne upodabniają je do półprzewodników — odznaczają się bardzo dużą rezystywnością, własności magnetyczne do ferromagnetyków — występują w nich domeny magnetyczne, zjawiska nasycenia i histerezy. Pewne rodzaje ferrytów wykazują własności materiałów magnetycznych miękkich, inne — twardych.

Struktura ferrytów

5.66.    Ferrimagnetyzm pojawia się tylko w związkach i stopach, ponieważ występuje on w obecności co najmniej dwóch grup różnego rodzaju jonów, obdarzonych momentami magnetycznymi różnej wielkości. Podczas gdy momenty magnetyczne jonów jednego rodzaju związane są ze sobą ferromagnetycznie (tj. skierowane zgodnie), momenty magnetyczne drugiego rodzaju jonów związane są antyferromagnetycznie. Suma momentów magnetycznych wszystkich atomów w krysztale jest niezerowa. Ciała stałe mające wypadkowy moment magnetyczny w wyniku niepełnej kompensacji antyferromagnetycznie ustawionych spinów zwane są ferrimagnety-kami (por. p. 5.33).

5.67.    Przykładem ferrimagnetyka jest zwykły, znany już w starożytności, magnetyt Fe₃0₄. Tworzy on kryształy o wiązaniach jonowych, w których obok dwuwartościo-wego tlenu występują dwa rodzaje jonów żelaza: jeden dwuwartościowy i dwa trójwartościowe (Fe₃0₄ = Fe"0 ■ Fe^Oj). Ponieważ jon tlenu nie ma momentu magnetycznego, własności magnetyczne ferrytu określone są całkowicie przez własności magnetyczne jonów metalu. Każdy z jonów Fe³⁺ obdarzony jest spinowym momentem magnetycznym równym 5m_B, a każdy Fe²⁺ momentem 4m_B. Badania rentgenowskie wykazują, że elementarna komórka kryształu zawiera 8 cząsteczek (tj. 56 atomów: 32 tlenu i 24 żelaza). Usytuowanie jonów żelaza w krysztale jest takie, że 16 jonów Fe³⁺ zorientowanych jest antyferromagnetycznie, a 8 jonów Fe²⁺ -ferromagnetycznie (rys. 5.67-1). W rezultacie, spinowe momenty magnetyczne jonów Fe³⁺ kompensują się, nie kompensowane pozostają jedynie momenty magnetyczne 8 jonów Fe²⁺, które wnoszą wkład do całkowitego momentu magnetycznego. Powstaje w ten sposób spontaniczna polaryzacja magnetyczna materiału w nieobecności pola magnetycznego.