何謂鐵磁性課件

物質(zhì)的磁性:磁源于電Ho=I/(2r)Ho=nIHr=I/(2πr)rrIHH物質(zhì)的磁性:磁源于電Ho=I/(2r)Ho=nIHr=I/物質(zhì)磁性的起源：

磁源于電子的軌道和自旋運(yùn)動(dòng)

OriginofMagnetism電子的循軌磁矩:電子的自旋磁矩:物質(zhì)磁性的起源：

磁源于電子的軌道和自旋運(yùn)動(dòng)

Origin電子的循軌磁矩:電子的自旋磁矩:電子的磁矩e：?jiǎn)挝浑姾?；h:普朗克常數(shù)；m:電子質(zhì)量；l:軌道量子數(shù)；s:自旋量子數(shù)。外磁場(chǎng)（Z）方向上的磁矩分量：電子的循軌磁矩:電子的磁矩e：?jiǎn)挝浑姾?；h:普朗克常數(shù)；m:電子的軌道磁矩

軌道電流產(chǎn)生的軌道磁矩為：電子軌道運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量為：

軌道角動(dòng)量與軌道磁矩關(guān)系：角動(dòng)量的方向始終與軌道磁矩方向相反。Pm=ISIL電子的軌道磁矩

軌道電流產(chǎn)生的軌道磁矩為原子的磁矩電子磁矩由電子的軌道磁矩和自旋磁矩組成孤立原子的磁矩決定于原子的結(jié)構(gòu)某些元素具有各層都充滿電子的原子結(jié)構(gòu)，其電子磁矩相互抵消，因而不顯磁性原子構(gòu)成晶體后，過渡族元素鐵族3d，鈀族4d，鉑族5d，錒族6d殼層未滿，由于晶場(chǎng)作用使電子的軌道角動(dòng)量動(dòng)結(jié)。F電子影響較小。電子（軌道+自旋）磁矩>>原子核的磁矩物質(zhì)磁性的本質(zhì)原子的磁矩物質(zhì)磁性的本質(zhì)順磁性物質(zhì)的磁化在強(qiáng)磁場(chǎng)中的順磁性物質(zhì)H=0時(shí)的順磁性物質(zhì)順磁性物質(zhì)的磁化在強(qiáng)磁場(chǎng)中的順磁性物質(zhì)H=0時(shí)的順磁性物質(zhì)磁鐵是怎么被磁化的呢？

MH鐵磁體順磁體磁鐵是怎么被磁化的呢？MH鐵順三.磁化率和磁導(dǎo)率MHχH磁化率χ

:反映物質(zhì)磁化難易程度(MagneticSusceptibility)：H=0H1>0H2>H1磁導(dǎo)率μ磁性的基本量及單位三.磁化率和磁導(dǎo)率MHχH磁化率χ:反映物質(zhì)磁化難易磁導(dǎo)率μ磁感應(yīng)強(qiáng)度:B(特斯拉)磁化強(qiáng)度:M(安/米)磁場(chǎng)強(qiáng)度:H(安/米)BMHsHMBμH磁導(dǎo)率μ磁感應(yīng)強(qiáng)度:B(特斯拉)BMHsHMBμH順磁性物質(zhì)的磁化H=0H≠0順磁性物質(zhì)的磁化H=0H≠0磁性的分類弱磁性:1.抗磁性：

χ是甚小的負(fù)常數(shù)，約~10-6數(shù)量級(jí)。M與H反向.2.順磁性：χ是正常數(shù)，約10-3~10-6數(shù)量級(jí).3.反鐵磁性：χ為甚小的正常數(shù).強(qiáng)磁性4.鐵磁體：

χ為很大的正變數(shù)，約在10~106數(shù)量級(jí)。5.亞鐵磁體：與鐵磁體相似，但χ值較小，如磁鐵礦（Fe3O4)。MH抗磁性順磁性亞鐵磁性鐵磁性反鐵磁ClassesofMagneticMaterials磁性的分類弱磁性:MH抗磁性順磁性亞鐵磁性鐵磁性反鐵磁Cla順磁性順磁性定義:當(dāng)材料被磁化后,磁化矢量與外加磁場(chǎng)的方向相同時(shí)，固體表現(xiàn)為順磁性。順磁性物質(zhì)的磁化率一般很小，室溫下約為10-3~10-6數(shù)量級(jí)。原子內(nèi)部存在固有磁矩(離子有未填滿的電子殼層)。如過渡元素、稀土元素：3d-金屬Ti,V;4d-金屬鈮Nb,鋯Zr,鉬Mo，鈀Pd；5d-金屬(Hf,Ta,W,鉑Pt）。自由電子的順磁性大于離子的抗磁性。如：堿金屬和堿土金屬離子雖然是填滿的殼層，但Li，Na,K，Mg，Al是順磁性金屬。順磁性物質(zhì)的磁化率與溫度的關(guān)系服從居里-外斯定律：磁性的分類順磁性順磁性磁性的分類抗磁性定義:當(dāng)材料被磁化后,磁化矢量與外加磁場(chǎng)的方向相反時(shí)，固體表現(xiàn)為抗磁性。抗磁性物質(zhì)的抗磁性一般很微弱，磁化率χ是甚小的負(fù)常數(shù)(M與H反向)，一般約為~10-6數(shù)量級(jí)?？勾判允请娮与娮拥难夁\(yùn)動(dòng)在外加磁場(chǎng)作用下的結(jié)果.任何金屬都具有抗磁性.金屬中有一半是抗磁金屬。Cu,Ag,Au,Hg,Zn,Bi等。(因抗磁性大于電子的順磁性)抗磁性磁性的分類抗磁性抗磁性磁性的分類運(yùn)動(dòng)電子在外磁場(chǎng)作用下，受電磁感應(yīng)而表現(xiàn)出的特性。所有物質(zhì)都具有抗磁性，但只有滿殼層電子的原子才能表現(xiàn)出抗磁性來。HiiμΔMΔFeFeμΔM附加磁矩：原子抗磁矩:抗磁性運(yùn)動(dòng)電子在外磁場(chǎng)作用下，受電磁感應(yīng)而表現(xiàn)出的特性。所有物質(zhì)都鐵磁性鐵磁性有一類物質(zhì)如Fe,Co,Ni，室溫下磁化率可達(dá)10~106數(shù)量級(jí)，這類物質(zhì)的磁性稱為鐵磁性鐵磁性物質(zhì)即使在較弱的磁場(chǎng)內(nèi)，也可得到極高的磁化強(qiáng)度，而且當(dāng)外磁場(chǎng)移去后，仍可保留極強(qiáng)的磁性（有剩磁）。各類磁性物質(zhì)的-曲線示于下圖磁性的分類鐵磁性鐵磁性磁性的分類鐵磁性鐵磁體的鐵磁性只在某一溫度以下才表現(xiàn)出來，超過這一溫度，鐵磁性消失。這一溫度稱為居里點(diǎn)其磁化率與溫度的關(guān)系服從居里一外斯定律

鐵磁性磁性的分類鐵磁性鐵磁性磁性的分類α-Fe→γ-Fe(910℃);

γ-Fe→δ-Fe(1401℃);1/χ5009001300t/℃鐵在高溫時(shí)順磁磁化率的變化α-Fe→γ-Fe(910℃);

γ-Fe→δ-Fe(1

反鐵磁自旋有序，首先是由舒爾和司馬特利用中子衍射實(shí)驗(yàn)在MnO上證實(shí)。MnO的晶體結(jié)構(gòu)是Mn離子形成面心立方晶格，O離子位于每個(gè)Mn-Mn對(duì)之間。從中子衍射線，超過奈耳點(diǎn)的室溫衍射圖與奈耳點(diǎn)以下80K溫度的衍射圖比較，看到低于奈耳點(diǎn)的衍射圖有額外的超點(diǎn)陣線，通過分析得到反鐵磁的磁結(jié)構(gòu)。奈耳點(diǎn)以上奈耳點(diǎn)以下反鐵磁性磁性的分類反鐵磁自旋有序，首先是由舒爾和司馬特利用中子衍射實(shí)亞鐵磁性體：相鄰原子磁體反平行，磁矩大小不同，產(chǎn)生與鐵磁性相類似的磁性。一般稱為鐵氧體的大部分鐵系氧化物即為此。磁性材料：鐵磁性與亞鐵磁性的統(tǒng)稱。亞鐵磁性體磁性的分類亞鐵磁性體：亞鐵磁性體磁性的分類一、基本參量及單位B:1T=104G;H:1kAm-1=4πOe;M:1kAm-1=emucm-3(BH)max:1kJm-3=4π10-2MGOe磁矩μm：磁化強(qiáng)度M：M=∑μm/ΔV磁場(chǎng)強(qiáng)度H：=ml=μ0μm

磁極化強(qiáng)度Jm：Jm=μ0M磁感應(yīng)強(qiáng)度B：磁偶極矩

jmμm

=is(CGS:Gauss;Oe;emu/cm3)B

=H+4πM(SI:T特斯拉；A/m；A/m或Wb/m2);B

=μ0(H+M)

單位換算：一、基本參量及單位B:1T=104G;電子的循軌磁矩:電子的磁矩s:自旋量子數(shù)玻爾磁子：電子的自旋磁矩:l:軌道量子數(shù)電子的循軌磁矩:電子的磁矩s:自旋量子數(shù)玻爾磁子：電子的自旋電子磁矩由電子的軌道磁矩和自旋磁矩組成孤立原子的磁矩決定于原子的結(jié)構(gòu)某些元素具有各層都充滿電子的原子結(jié)構(gòu)，其電子磁矩相互抵消，因而不顯磁性原子構(gòu)成晶體后，過渡族元素鐵族3d，鈀族4d，鉑族5d，錒族6d殼層未滿，由于晶場(chǎng)作用使電子的軌道角動(dòng)量動(dòng)結(jié)。F電子影響較小。電子（軌道+自旋）磁矩>>原子核的磁矩原子磁矩電子磁矩由電子的軌道磁矩和自旋磁矩組成原子磁矩磁性的分類弱磁性:1.抗磁性：

χ是甚小的負(fù)常數(shù)，約~10-6數(shù)量級(jí)。M與H反向。金屬中有一半是抗磁體。Cu,Ag,Au,Hg,Zn等。2.順磁性：χ是正常數(shù)，約10-3~10-6數(shù)量級(jí)。鉑，鈀，奧氏體不銹鋼。Li,Na,K等。3.反鐵磁性：χ為甚小的正常數(shù)。如α-錳，鉻，氧化鎳，氧化錳等。強(qiáng)磁性4.鐵磁體：

χ為很大的正變數(shù)，約在10~106數(shù)量級(jí)。5.亞鐵磁體：與鐵磁體相似，但χ值較小，如磁鐵礦（Fe3O4)。MH抗磁性順磁性亞鐵磁性鐵磁性反鐵磁ClassesofMagneticMaterials磁性的分類弱磁性:MH抗磁性順磁性亞鐵磁性鐵磁性反鐵磁Cla正離子的抗磁性源于其電子的軌道運(yùn)動(dòng)，正離子的順磁性源于原子的固有磁矩。自由電子的順磁性源于電子的自旋運(yùn)動(dòng),自旋磁矩轉(zhuǎn)到外磁場(chǎng)方向；自由電子的抗磁性源于電子受洛倫茲力而做圓周運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的磁矩與外磁場(chǎng)反向。正離子的抗磁性源于其電子的軌道運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)順磁性過渡族金屬

Pd溶于Cu,Ag中情況χrPd×100500-20×10-820×10-8Cu-PdAg-Pd1/χ5009001300t/℃鐵在高溫時(shí)順磁磁化率的變化影響磁化率的因素強(qiáng)順磁性過渡族金屬

Pd溶于Cu,Ag中情況χrPd×10磁化率的測(cè)量磁秤法：F=χVHdH/dx

χ