MAGNETICKÉ MATERIÁLY

MAGNETICKÉ  MATERIÁLY

Podle chování v magnetickém poli můžeme dělit na:

Materiály které feromagnetické nejsou

- Diamagnetika – mohou to být – vodík, inertní plyny, černé organické soli, měď, zinek,

stříbro, zlato, rtuť

- supravodiče

Feromagnetické materiály – mohou to být železo, nikl, kobalt, kadolinium a jejich slitiny.

- ferity – látky ferimagnetické – složité oxidy přechodových a jiných prvků.

Teorie vysvětlující feromagnetické vlastnosti

Aby materiál mohl mít feromagnetické vlastnosti musí splňovat předpoklad, že jeho atomy

musí mít nějaký magnetický moment.

V atomu se můžeme setkat s 

orbitálním momentem každého elektronu

spinovým magnetickým momentem každého elektronu

spinovým magnetickým momentem jádra – ve srovnání s celým atomem je tak malý, že

ho budeme zanedbávat.

Magnetický orbitální moment

elektron e se pohybuje rychlostí v po iorbitu o poloměru r.

Bohrův magneton - pro n=1, l=0, označujeme - kvantová jednotka magnetického

momentu. Pokud jde o spinový moment o kterém víme, že vzniká rotací elektronu okolo své osy, pak absolutní hodnota tohoto spinového momentu je rovna Bohrova magnetonu.

Magnetické vlastnosti prostředí jsou charakteristické proměnnou (relativní) permeabilitou

a magnetickou subcestibilitou

- permeabilita dané látky

- permeabilita vakua

Jestliže součet všech dílčích magnetických a spinových momentů je záporný, pak je tato látka diamagnetikum (nemá žádný svůj magnetický moment).

Diamagnetikum získá svůj magnetický moment až po vložení do magnetického pole.

diamagnetik je záporná, její hodnota je < 

Paramagnetika – mají kladný sou4et dílčích magnetických momentů tzn. nemají všechny orbity plně obsazeny. Každý atom má výsledný magnetický moment. Magnetické momenty se zorientují až po vložení do magnetického pole čili magnetické vlastnosti se objevují, ale jsou malé.

> 0 - závisí na teplotě, protože rostoucí teplota zintenzivňuje tepelný pohyb částic čili ruší jakési společné nastavení magnetických momentů.

C – Currieova teplota

T – termodinamická teplota

Pokud je teplota (u železa) pak je tepelný pohyb částic tak intenzivní, že ruší orientaci magnetických momentů v látce a výsledkem je slabá paramagnetická látka.

Feromagnetika – Mají nenulový magnetický moment i když nejsou vystaveny působení magnetického pole, čili jsou uvnitř trvale zmagnetovány (mají magnetický moment).

Je to způsobeno tím, že některá z vnitřních drah atomového obalu není zcela obsazena (u železa je to dráha 3d).

Weissova teorie feromagnetismu

Při teplotách nižších než je Currieova teplota se každé feromagnetikum rozpadá na tzv. domény (prostorové útvary)

Při teplotách nižších je každá doména (i když

nepůsobí vnější magnetické pole) zmagnetována

do nasycení. To nasycení je znázorněno

vektory spontánní magnetizace

Rozložení domén ve

feromagnetiku nepůsobíli

vnější pole.

Existuje tzv. molekulární pole které tyto magnetické momenty jednotlivých atomů v doménách zorientují (nastaví do jednoho směru).

Odmagnetování 1) ohřátím na Currieovův bod a nechat pomalu ochladnout

2) působením střídavého magnetického pole jehož intenzita půjde pom. do 0

1) 2)

Uspořádání vektorů spontánní magnetizace

feromagnetikum antiferomagnetikum ferimagnetikum (ferity)

Antiferomagnetikum

Zvláštním případem je ferimagnetismus – vyskytující se u nekovových látek krystalické povahy tedy u feritů.