Малюнок 8.11. орієнтація спинив
а) в антиферомагнетику, б) в феримагнетика.
Наприклад, магнітна структура MnO розглядається як складна структура, що складається з двох подрешеток, намагнічених протилежно один одному (рис. 8.12). Як іони марганцю, так і іони кисню утворюють гранецентрированную кубічну решітку. Ці дві решітки скомбіновані таким чином, що іони металу мають в якості найближчих сусідів тільки іони кисню, і навпаки (структурний тип NaCl). Магнітна структура іонів Mg 2+ така, що спини іонів, розташованих в площинах (111) гранецентрированной кубічної решітки марганцю (на малюнку виділені точковими лініями), паралельні, а спини іонів суміжних шарів антіпараллельни. Очевидно, що моменти іонів в обох напрямках компенсуються, і тіло в цілому не володіє спонтанної намагніченістю.
Малюнок 8.11. Магнітна структура оксиду марганцю MnO
(Показані тільки іони марганцю).
Антиферомагнетики так само, як і ферромагнетики, мають доменною структурою і відчувають явище гістерезису при перемагнічеваніі.
Однак існують сполуки, кристалічна решітка яких також складається з двох подрешеток, але з різною за величиною намагниченностью (рис. 8.11, б). До них відносяться речовини, в сусідніх вузлах решітки яких знаходяться різнорідні по своїх магнітних властивостях атоми. В результаті обмінного взаємодії повної компенсації магнітних моментів не відбувається. Магнітні властивості таких речовин, званих феримагнетика або ферритами, схожі на властивості феромагнетиків.
Феримагнетики також як і ферромагнетики володіють спонтанною намагніченістю, яка обумовлена нескомпенсованими магнітними моментами різних подрешеток. Виникає феррімагнітном впорядкованість моментів описується певною магнітною структурою, т. Е. Розбиттям кристала на магнітні підгратки, величиною і напрямком векторів їх намагніченностей.
Феримагнетики характеризуються досить високими значеннями спонтанного магнітного моменту і намагніченістю насичення, що досягає 6400 Гс для Fe3 O4. 1800 Гс для MgFe2 O4, 6000 Гс для CoFe2 O4. 9000 Гс для Nd2 Fe14 B.
Феримагнетики можуть мати властивості, як металів - сплави типу SmCo5 (TК = 1020 K), CdCo5. так і діелектриків або напівпровідників. Значний інтерес до феримагнетика-діелектриків обумовлений низькими значеннями вихрових струмів, характерних для металів. Це дозволяє їх використовувати на високих і надвисоких частотах, в той час як метали втрачають свою добротність навіть при помірних частотах.
Ферити знайшли широке застосування в електро- і радіотехніці завдяки поєднанню дуже хороших магнітних властивостей широкого діапазону і великого електричного опору. З феритів виготовляють, зокрема, стрижні магнітних антен, сердечники високочастотних трансформаторів і т.д.
Широке поширення в радіотехніці, особливо в високочастотної радіотехніці, отримали ферити, що поєднують феромагнітні і напівпровідникові властивості.
1. На які види поділяються речовини за магнітними властивостями?
2. Якими елементарними частинками, в основному, визначаються магнітні властивості речовин?
3. Що є мірою взаємодії магніту із зовнішнім магнітним полем?
4. У чому відмінність орбітального і спінового магнітних моментів?
5. Що таке «магнітна сприйнятливість», «магнітна постійна» і «відносна магнітна проникність»?
6. Які значення магнітної сприйнятливості для діа-, пара- і феромагнетиків?
7. Поясніть природу діамагнетизму. Наведіть приклади діамагнітних речовин.
8. Яка природа парамагнетизм?
9. У чому полягає суть закону Кюрі?
10. Які речовини відносяться до парамагнетикам?
11. Чим обумовлений ферромагнетизм?
12. Поясніть доменну структуру феромагнетика. Як домени поводяться в зовнішньому магнітному полі?
13. Поясніть процес намагнічування феромагнетика.
14. Поясніть хід петлі гистерезиса.
15. Що таке «точка (температуру) Кюрі»?
16. У чому природа антиферомагнітного стану речовини? Що відбувається з такими речовинами після досягнення температури Нееля?
17. Чи володіють антиферомагнетики доменною структурою і відчувають явище гістерезису?
18. Які властивості феритів?
19. Чим відрізняється орієнтація спінів у антиферромагнетиков і феримагнетиків?
20. Наведіть приклади застосування в техніці речовин з різними магнітними властивостями.