Магнітні властивості речовин. Класифікація речовин за магнітними властивостями

Феромагнетики

Існує невелика група речовин, які завдяки особливостям структури володіють дуже високими магнітними властивостями. Першим металом, у якого виявилися ці якості, було залізо, і завдяки йому дана група одержала назву ферромагнетиків.

Будова феромагнетиків характеризується наявністю особливих структур – доменів. Це області, де намагніченість утворюється спонтанно. Завдяки особливостям міжатомної та міжмолекулярної взаємодії у феромагнетиків встановлюється найбільш енергетично вигідне розташування атомних і електронних магнітних моментів. Вони набувають паралельну спрямованість за так званим напрямами легкого намагнічування. Однак весь обсяг, наприклад, кристала заліза не може придбати односпрямовану мимовільну намагніченість – це підвищувало б загальну енергію системи. Тому система розбивається на ділянки, спонтанна намагніченість яких у феромагнітному тілі компенсує один одного. Так утворюються домени.

Магнітна сприйнятливість феромагнетиків надзвичайно велика, може складати від декількох десятків до сотень тисяч і великою мірою залежить від напруженості зовнішнього поля. Причина цього полягає в тому, що орієнтація доменів по напрямку поля також виявляється енергетично вигідною. Напрямок вектора намагніченості частини доменів обов’язково співпаде з вектором напруженості поля, і енергія їх буде найменшою. Такі області розростаються, і одночасно скорочуються невигідно орієнтовані домени. Намагніченість збільшується, наростає магнітна індукція. Процес відбувається нерівномірно, і графік зв’язку індукції з напруженістю зовнішнього поля називають кривою намагнічування феромагнітного речовини.

При підвищенні температури до деякої порогової величини, називається точкою Кюрі, доменне будова внаслідок посилення теплового руху порушується. В цих умовах феромагнетик проявляє парамагнітні якості.

Крім заліза і сталі, феромагнітні властивості притаманні кобальту і нікелю, деяких сплавів і рідкоземельних металів.