Ferromagneettista, fyysinen ilmiö, jossa tietyt sähköisesti varauksettomia aineita voimakkaasti houkutella muut. Kaksi materiaaleja löytyy luonnosta, magneetti (tai magnetiitti, oksidi rauta, Fe3O4) ja rautaa, on kyky hankkia tällaisia houkuttelevia voimia, ja ne ovat usein kutsutaan luonnon ferromagnets. Ne löydettiin yli 2000 vuotta sitten, ja kaikki varhaiset tieteelliset tutkimukset magnetismi tehtiin näitä materiaaleja. Nykyään ferromagneettisia materiaaleja käytetään monenlaisissa arjen kannalta olennaisissa laitteissa—esim.,, sähkömoottorit ja generaattorit, muuntajat, puhelimet ja kaiuttimet.
Ferromagneettista on sellaista vetovoimaa, joka liittyy rauta -, koboltti -, nikkeli -, ja jotkut metalliseokset tai yhdisteet, jotka sisältävät yhden tai useampia näistä elementeistä., Sitä esiintyy myös gadoliniumissa ja muutamissa muissa harvinaisten maametallien alkuaineissa. Toisin kuin muita aineita, ferromagneettiset materiaalit ovat helposti magnetisoitu, ja voimakas magneettikenttä magnetoinnin lähestymistapoja selvä raja kutsutaan kylläisyyttä. Kun kenttää käytetään ja sitten poistetaan, magnetointi ei palaa alkuperäiseen arvoonsa—tätä ilmiötä kutsutaan hystereesiksi (q.v.). Kuumennettaessa tiettyyn lämpötilaan, jota kutsutaan Curie-pisteeksi (qv.,), joka on erilainen jokaiselle aineelle, ferromagneettiset materiaalit menettävät ominaispiirteensä ja lakkaavat olemasta magneettisia; ne kuitenkin muuttuvat ferromagneettisiksi uudelleen jäähtyessään.
magnetism ferromagneettisia materiaaleja on aiheuttanut linjaus malleja niiden osatekijän atomien, jotka toimivat peruskoulun sähkömagneetit. Ferromagneettista selittyy käsite, joka jotkut lajit atomien hallussaan magneettinen momentti—että on, että tällainen atomi itsessään on alkeis sähkömagneetti valmistettu elektronien liikettä sen ydin ja spin sen elektronit omasta akselit., Alle Curie-pisteen, atomit, jotka käyttäytyvät kuin pieniä magneetteja ferromagneettisia materiaaleja spontaanisti yhtyvät. Ne suuntautuvat samaan suuntaan, jotta niiden magneettikentät vahvistavat toisiaan.
yksi ferromagneettisen materiaalin vaatimus on, että sen atomeilla tai ioneilla on pysyvät magneettiset momentit. Atomin magneettinen momentti tulee sen elektroneista, koska ydinosuus on vähäinen. Toinen vaatimus ferromagneettista on jonkinlainen atomienväliset voima, joka pitää magneettinen hetkiä monta atomia rinnakkain toisiaan., Ilman tällaista voimaa atomit olisivat epäjärjestyksessä lämpö levottomuus, hetkiä viereisten atomien olisi neutraloida toisiaan, ja suuri magneettinen momentti ominaisuus ferromagneettisia materiaaleja ei olisi olemassa.
Siellä on runsaasti todisteita siitä, että jotkut atomit tai ionit on pysyvä magneettinen momentti, joka voi olla kuvassa kuin dipoli koostuu myönteinen, tai pohjois -, napa erotettu negatiivinen, tai etelä-napa., Vuonna ferromagnets, suuri kytkentä atomin magneettinen hetkiä johtaa jonkin verran dipoli yhdenmukaistaminen ja siten net magnetoinnin.
ranskalainen fyysikko Pierre-Ernest Weiss oletetun suuren mittakaavan tyyppi magneettinen jotta ferromagnets kutsutaan toimialueen rakenteen. Mukaan hänen teoriansa, ferromagneettinen tasainen koostuu suuri määrä pieniä alueita, tai verkkotunnuksia, joista jokainen kaikki atomi tai ioni-magneettinen hetkiä ovat kohdakkain., Jos tuloksena hetkiä nämä verkkotunnukset ovat satunnaisesti suuntautuneita, objektin koko ei näytä magnetism, mutta ulkoisesti soveltaa magnetizing kenttä, riippuen sen vahvuus, kiertää yksi toisensa jälkeen verkkotunnuksia osaksi linjaus ulkoisen kentän ja aiheuttaa linjassa verkkotunnukset kasvaa kustannuksella liittoutumaton niistä. Rajoittavassa tilassa, jota kutsutaan kylläisyydeksi, koko objekti muodostuu yhdestä verkkotunnuksesta.
verkkotunnuksen rakenne voidaan havaita suoraan., Yhdessä tekniikassa ferromagnetin pinnalle asetetaan pienten magneettisten hiukkasten kolloidinen liuos, yleensä magnetiitti. Kun pintapaaluja on, hiukkaset pyrkivät keskittymään tietyille alueille muodostaen kuvion, joka havaitaan helposti optisella mikroskoopilla. Verkkotunnuksen kuvioita on havaittu myös polarisoitunut valo, polarisoitunut neutroneja, elektronisäteen, ja X-säteiltä.
monissa ferromagneeteissa dipolimomentit ovat samansuuntaisia vahvan kytkennän avulla., Tämä on magneettinen järjestely löydetty alkuaine metallien rauta (Fe), nikkeliä (Ni) ja koboltti (Co) ja niiden seokset keskenään ja joitakin muita elementtejä. Nämä materiaalit muodostavat edelleen suurimman ryhmän yleisesti käytettyjä ferromagneetteja. Muut tekijät, jotka hallussaan collinear tilaaminen ovat harvinaiset maametallit gadolinium (Gd), terbium (Tb), ja dysprosium (Dy), mutta viimeisen kahden tullut ferromagnets vain reilusti alle huonelämpötilan. Jotkin seokset, vaikka ne eivät koostu mistään edellä mainituista elementeistä, ovat kuitenkin rinnakkaisia momenttijärjestelyjä., Esimerkkinä tästä on Heusler seos CuAlMn3, jossa mangaani (Mn) atomien magneettinen hetkiä, vaikka mangaani metalli itsessään ei ole ferromagneettisia.
vuodesta 1950 ja erityisesti vuodesta 1960 lähtien on havaittu useiden ionisidonnaisten yhdisteiden olevan ferromagneettisia. Jotkut näistä yhdisteistä ovat sähköeristeitä; toisilla on puolijohteille tyypillinen suuruusluokan johtavuus. Tällaisia yhdisteitä ovat chalcogenides (yhdisteet, happea, rikkiä, seleeniä tai telluuri), halogenidit (yhdisteet fluoria, klooria, bromia tai jodia), ja niiden yhdistelmät., Ionit, joilla on pysyvä dipoli hetkiä nämä aineet ovat mangaani, kromi (Cr), ja europium (Eu); muut ovat diamagneettisia. Alhaisissa lämpötiloissa, harvinaisten maametallien holmium (Ho) ja erbium (Er) on nonparallel hetkellä järjestely, joka synnyttää merkittävän spontaani magnetoinnin. Joillakin spinellikristallirakennetta sisältävillä ioniyhdisteillä on myös ferromagneettinen tilaaminen. Erilainen rakenne johtaa spontaani magnetoinnin vuonna tulium (Tm) alle 32 kelviniä (K).,
Yli Curie-pisteen (kutsutaan myös Curie-lämpötila), spontaani magnetointi ferromagneettisia materiaali katoaa ja siitä tulee paramagneettinen (eli, se on edelleen heikosti magneettinen). Tämä johtuu siitä, että lämpöenergia riittää voittamaan materiaalin sisäiset suuntaavat voimat. Curie-lämpötilassa joitakin tärkeitä ferromagnets ovat: rauta, oli 1 043 K; koboltti, 1,394 K; nikkeli -, 631 K; ja gadolinium, 293 K.