鐵磁、反鐵磁、順磁、抗磁

1、鐵磁性鐵磁性鐵磁性Ferromagism過渡族金屬（如鐵）及它們的合金和化合物所具有的磁性叫做鐵磁性，這個(gè)名稱的由來是因?yàn)殍F是具有鐵磁性物質(zhì)中最常見也是最典型的。釤(Samarium)，釹(neodymium)與鈷的合金常被用來制造強(qiáng)磁鐵。鐵磁理論的奠基者，法國(guó)物理學(xué)家P.E.外斯于1907年提出了鐵磁現(xiàn)象的唯象理論。他假定鐵磁體內(nèi)部存在強(qiáng)大的“分子場(chǎng)”，即使無外磁場(chǎng)，也能使內(nèi)部自發(fā)地磁化；自發(fā)磁化的小區(qū)域稱為磁疇，每個(gè)磁疇的磁化均達(dá)到

2、磁飽和。實(shí)驗(yàn)表明，磁疇磁矩起因于電子的自旋磁矩。1928年W.K.海森伯首先用量子力學(xué)方法計(jì)算了鐵磁體的自發(fā)磁化強(qiáng)度，給予外斯的“分子場(chǎng)”以量子力學(xué)解釋。1930年F.布洛赫提出了自旋波理論。海森伯和布洛赫的鐵磁理論認(rèn)為鐵磁性來源于不配對(duì)的電子自旋的直接交換作用。鐵磁性材料存在長(zhǎng)程序，即磁疇內(nèi)每個(gè)原子的未配對(duì)電子自旋傾向于平行排列。因此，在磁疇內(nèi)磁性是非常強(qiáng)的，但材料整體可能并不體現(xiàn)出強(qiáng)磁性，因?yàn)椴煌女牭拇判匀∠蚩赡苁请S機(jī)排列的。如果

3、我們外加一個(gè)微小磁場(chǎng)，比如螺線管的磁場(chǎng)會(huì)使本來隨機(jī)排列的磁疇取向一致，這時(shí)我們說材料被磁化[1]。材料被磁化后，將得到很強(qiáng)的磁場(chǎng)，這就是電磁鐵的物理原理。當(dāng)外加磁場(chǎng)去掉后，材料仍會(huì)剩余一些磁場(chǎng)，或者說材料“記憶“了它們被磁化的歷史。這種現(xiàn)象叫作剩磁，所謂永磁體就是被磁化后，剩磁很大。當(dāng)溫度很高時(shí)，由于無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的增強(qiáng)，磁性會(huì)消失，這個(gè)臨界溫度叫居里溫度(Curietemperature)。如果我們考察鐵磁材料在外加磁場(chǎng)下的機(jī)械響應(yīng)，會(huì)

4、發(fā)現(xiàn)在外加磁場(chǎng)方向，材料的長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生微小的改變，這種性質(zhì)叫作磁致伸縮(magostriction)。產(chǎn)生鐵磁性條件：綜上所述，鐵磁性產(chǎn)生的條件：①原子內(nèi)部要有末填滿的電子殼層；②及Rab／r之比大于3使交換積分A為正。前者指的是原子本征磁矩不為零；后者指的是要有一定的晶體結(jié)構(gòu)。根據(jù)自發(fā)磁化的過程和理論，可以解釋許多鐵磁特性。例如溫度對(duì)鐵磁性的影響。當(dāng)溫度升高時(shí)，原子間距加大，降低了交換作用，同時(shí)熱運(yùn)動(dòng)不斷破壞原子磁矩的規(guī)則取向，故自發(fā)磁

5、化強(qiáng)度Ms下降。直到溫度高于居里點(diǎn)，以致完全破壞了原子磁矩的規(guī)則取向，自發(fā)磁矩就不存在了，材料由鐵磁性變?yōu)轫槾判浴Ｍ瑯?，可以解釋磁晶各向異性、磁致伸縮等。具有鐵磁性的元素：到目前為止僅有四種金屬元素在室溫以上是鐵磁性的，即鐵，鈷，鎳和釓，極低低溫下有五種元素是鐵磁性的，即鋱、鏑、鈥、鉺和銩居里溫度分別為：鐵768℃鈷1070℃鎳376℃釓20℃反鐵磁性反鐵磁性概念解析在原子自旋（磁矩）受交換作用而呈現(xiàn)有序排列的序磁材料中如果相鄰原子自旋

6、間因受負(fù)的交換作用自旋為反平行排列，則磁矩雖處于有序狀態(tài)(稱為序磁性)，但總的凈磁矩在不受外場(chǎng)作用時(shí)仍為零。這種磁有序狀態(tài)稱為反鐵磁性。注：①這種材料當(dāng)加上磁場(chǎng)后其磁矩傾向于沿磁場(chǎng)方向排列，即材料顯示出小的正磁化率。但該磁化率與溫度相關(guān)，并在奈爾點(diǎn)有最大值。②用主要磁現(xiàn)象為反鐵磁性物質(zhì)制成的材料，稱為反鐵磁材料。反鐵磁性是指由于電子自旋[1]反向平行排列。在同一子晶格中有自發(fā)磁化強(qiáng)度，電子磁矩是同向排列的；在不同子晶格中，電子磁矩反向排