磁性物质与非磁性物质,在原子结构上有没有什么区别

七大洲英文2023-04-30  21

磁性物质与非磁性物质,在原子结构上有没有什么区别

原因有以下三点:

由磁铁的特性决定的 如果按原子电流解释就是电流产生的磁场磁化别的物体 磁化物体产生电场 电场互相作用产生力的作用。

物质大都是由分子组成的,分子是由原子组成的,原子又是由原子核和电子组成的。在原子内部,电子不停地自转,并绕原子核旋转。电子的这两种运动都会产生磁性。但是在大多数物质中,电子运动的方向各不相同、杂乱无章,磁效应相互抵消。因此,大多数物质在正常情况下,并不呈现磁性。

铁、钴、镍或铁氧体等铁磁类物质有所不同,它内部的电子自旋可以在小范围内自发地排列起来,形成一个自发磁化区,这种自发磁化区就叫磁畴。铁磁类物质磁化后,内部的磁畴整整齐齐、方向一致地排列起来,使磁性加强,就构成磁铁了。磁铁的吸铁过程就是对铁块的磁化过程,磁化了的铁块和磁铁不同极性间产生吸引力,铁块就牢牢地与磁铁“粘”在一起了。

磁铁的成分是铁、钴、镍等原子,其原子的内部结构比较特殊,本身就具有磁矩。磁铁种类:形状类磁铁:方块磁铁、瓦形磁铁、异形磁铁、圆柱形磁铁、圆环磁铁、圆片磁铁、磁棒磁铁、磁力架磁铁,属性类磁铁:钐钴磁体、钕铁硼磁铁、铁氧体磁铁、铝镍钴磁铁、铁铬钴磁铁,行业类磁铁:磁性组件、电机磁铁、橡胶磁铁、强力磁铁、塑磁等等种类。磁铁分永久磁铁与软磁,永久磁铁是加上强磁,使磁性物质的自旋与电子角动量成固定方向排列,软磁则是加上电。(也是一种加上磁力的方法) 等电流去掉软铁会慢慢失去磁性。

磁铁能够产生磁场,具有吸引铁磁性物质如铁、镍、钴等金属的特性。

将条形磁铁的中点用细线悬挂起来,静止的时候,它的两端会各指向地球南方和北方,指向北方的一端称为指北极或N极,指向南方的一端为指南极或S极。

如果将地球想像成一块大磁铁,则地球的地磁北极是指南极,地磁南极则是指北极。磁铁与磁铁之间,同名磁极相排斥、异名磁极相吸引。所以,指南针与南极相排斥,指北针与北极相排斥,而指南针与指北针则相吸引。

分类:磁铁可分为“永久磁铁”与“非永久磁铁”。永久磁铁可以是天然产物,又称天然磁石,也可以由人工制造。非永久性磁铁,例如电磁铁,只有在某些条件下才会出现磁性。

所有的物质都有磁性,分为顺磁性,逆磁性和铁磁性

常见的铁磁性物质是铁钴镍及其合金,还有些其他合金也有很强的铁磁性

同样所有的物质都可以被磁化,其中软铁(纯铁)如离开磁场立刻消磁,而钢离开磁场可以保持磁性

铁铬钴,铝镍钴,钕铁硼,铁氧体都属于铁磁性磁性材料

铁磁性物质只要在很小的磁场作用下就能被磁化到饱和,不但磁化率>0,而且数值大到10-106数量级,其磁化强度M与磁场强度H之间的关系是非线性的复杂函数关系。这种类型的磁性称为铁磁性。

铁磁性物质只有在居里温度以下才具有铁磁性;在居里温度以上,由于受到晶体热运动的干扰,原子磁矩的定向排列被破坏,使得铁磁性消失,这时物质转变为顺磁性。

主要应用

疲劳破坏是铁磁材料构件主要的失效形式,评价铁磁材料的疲劳损伤在工程实践中具有重要的意义。磁性无损检测新技术在判断铁磁材料的疲劳损伤领域具有广阔的应用前景。应用主要包含磁巴克豪森噪声技术(MBN)、磁声发射技术(MAE)和磁记忆技术(MMM)的检测原理、特点和应用情况,提出了三种新技术目前存在的问题和未来的发展。

百度百科-铁磁材料

一般的物质可以分为三种:顺磁质,反磁质和铁磁质。

平常说的磁化指铁磁质的磁化。

铁磁质由分子磁畴组成,分子磁畴的指向杂乱无章,所以平常不显磁性。

当把铁磁质物质放在磁场中时,分子磁畴受磁场的作用,指向变得一致,因此显示出磁性。

这时我们就说该物质被磁化了。

金属铁就属于铁磁质。

分子磁畴是指物体中分子级的小单位,它们本身具有磁性,相当于一个个很小的磁铁。

但只有当它们的指向都一致时,整个物体才能显出磁性。

1、实际上任何物质都具有磁性,所以任何物质在不均匀磁场中都会受到磁力的作用,大小不同罢了。

物质中具有不成对电子的离子、原子或分子时,存在电子的自旋角动量和轨道角动量,也就存在自旋磁矩和轨道磁矩。在外磁场作用下,原来取向杂乱的磁矩将定向,从而表现出顺磁性,也叫铁磁性或强磁性物质。就是通常我们说的磁性物质。

顺磁性物质可以在磁场中被磁化,且会受到磁场力的作用较大。

2、对,是铁钴镍及其强磁性化合物等强磁性物质,也叫顺磁性物质。是磁性较强的磁性物质。

不同物质的磁化率各不相同,那么在同一外磁场的作用下,产生的磁化强度也不相同。根据磁化率的不同特点可将物质分为三大类。

1逆磁性物质

磁化率为负(κ<0)的物质称作逆磁性(又称反磁性或抗磁性)物质。它们的负磁化率一般很小(κ≈10-5SI)。所有的惰性气体及一些金属和非金属如,蒸馏水、酒精、煤油、金、银、硫等都属此类。

2顺磁性物质

具有正磁化率(κ>0)的物质称顺磁性物质。许多稀土金属和铁族盐类均属此类。

顺磁性物质的磁化率与绝对温度成反比,此现象由居里所发现,故称居里定律。逆磁性物质与顺磁性物质的磁性很小,全是弱磁性,其磁化率一般在10-7~10-5SI之间。

3铁磁性物质

铁磁性物质的磁化率是正的(和顺磁性物质相同),且比顺磁性物质大万倍以上,有时超过10SI,并且和温度及外加磁场的强度有关。这类物质不多,只有铁、钴、镍、钆及其合金。

铁磁性物体内,包含多个磁畴。每个磁畴中又包含数百亿甚至数千个原子,这些原子磁矩的相互作用和成行排列所延伸的区域体积大约为10-6(mm)3。根据每个磁畴内原子磁矩排列的方向及大小又分为铁磁性物质、亚铁磁性物质和反铁磁性物质(图6-6)。

图6-6 原子磁矩在磁畴中的排列示意图

铁磁性物质:如铁、钴、镍,磁畴内,原子磁矩平行排列在两个相等的亚晶格内。

亚铁磁性(又称铁淦氧磁性)物质:如磁铁矿、钛磁铁矿,原子磁矩反平行排列在两个互不相等的亚晶格内,结果有一个净剩的磁矩。所以具有较大的磁化率和剩余磁化强度。

反铁磁性物质:如赤铁矿,其原子磁矩反平行排列在两个相等的亚晶格内,因此通常没有净剩磁矩。故磁化率很小,但具有很大的矫顽磁力。

铁磁性和亚铁磁性物质的自发磁化强度随着温度增加而减小,并在“居里温度”上消失。如磁铁矿的居里温度约为580℃,铁为798℃,镍为390℃,钴为1150℃。而反铁磁性物质当温度升高时,开始一个亚晶格变成无序,引起磁化率相应的增大,当温度再增加,磁化率下降并在居里温度上失去有序的磁矩,高于居里温度晶格就由反铁磁性变成顺磁性了。

虽然真正的铁磁性物质常见于地球之外的含大量铁镍合金的岩石、陨石和月球标本中,但是大多数自然存在的磁性矿物,就其性质而言,不是亚铁磁性的就是不完全反铁磁性的。今后将在广义上使用铁磁性这个词,以便包括决定岩石磁性主要因素的上述各类磁性矿物。

顺磁性物质(paramagnetism)的磁化率为正值,比反磁性大1~3个数量级,X约10-5~10-3,遵守Curie定律或Curie-Weiss定律。物质中具有不成对电子的离子、原子或分子时,存在电子的自旋角动量和轨道角动量,也就存在自旋磁矩和轨道磁矩。在外磁场作用下,原来取向杂乱的磁矩将定向,从而表现出顺磁性。

想要详细了解的话,请参考无机与分析化学磁性章节

我的理解可以简单这样说:电子的运动生磁,大量电子的有规则运动生成磁性物质。一般的物体内部电子运动是杂乱无章的,无规则的,也就不表现磁性。但是如果强制电子做规则运动,比如磁化,就会使物体表现出磁性。表现出磁性的物质就是磁性物质。

仅供参考!

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