宏观顺磁性材料中是否存在抗磁性,宏观抗磁性材料中是否存在顺磁性

宏观顺磁性材料中是否存在抗磁性,宏观抗磁性材料中是否存在顺磁性,第1张

磁性是普遍存在的,它是所有物质在外磁场作用下毫不例外地具有的一种属性。大多数物质的抗磁性因为被较强的顺磁性所掩盖而不能表现出来。

物质如果完全以磁性分类,那么抗磁性的就是抗磁性的,磁性的就是磁性的。但现在宏观物质大部分都不是纯的物质,所以磁性相里面有非磁性相很正常。

参考资料:

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1、在外磁场作用下,电子的轨道运动产生附加转动(Larmor进动),动量矩发生变化,产生与外磁场相反的感生磁矩,表现出反磁性。但在含有不成对电子的物质中被顺磁磁化率(比反磁性大1-3个数量级)掩盖。

2、顺磁性(paramagnetism)是指材料对磁场响应很弱的磁性。如用磁化率 k=M/H 来表示(M和H分别为磁化强度和磁场强度),从这个关系来看,磁化率k是正的,即磁化强度的方向与磁场强度的相同,数值为10-6——10-3量级。

一些原子核(如1H,7Li,11B,13C,17O等以及中子)具有磁矩,在磁场作用下会产生顺磁性,但其顺磁磁化率比电子对顺磁性的贡献小得多,只有10-6——10-10量级。因而在讨论物质的顺磁性时,可不计及核的顺磁性。

扩展资料:

物质之 磁矩是由其内每一 原子内之 电子之 自旋,及轨道运动所产生之磁矩和及原子间之 交互作用之和。利用物质之磁矩对中子磁矩作用产生之 绕射现象,可以测定物质内 原子磁矩之分布方向和次序。利用中子绕射而测得之MnF₂和NiO二种反铁磁性物质之磁矩结构。

在MnF₂反铁磁性物质中,Mn 离子其3d轨道未饱和之电子受到磁场 磁化之磁矩依面心立方 晶格而分布,因在每一角落上离子之磁矩都是同一方向。而是在这个立方面上之离子磁矩都在同一相反方向。其向量和等于零,因而此种物质之 磁化率,X等于零。

物质在磁场中之取向效应受到热激动的抵抗,因而其磁化率随温度而变。当温度等于某一温度尼尔温度时,反铁磁物质的磁化率会稍微上升,当温度超过尼尔温度TN时,则反铁磁性物质之磁性近于 顺磁性。

参考资料:

百度百科-反磁性

参考资料:

百度百科-顺磁性

磁性的定义:能吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性

分类1. 抗磁性当磁化强度M为负时,固体表现为抗磁性。Bi、Cu、Ag、Au等金属具有这种性质。在外磁场中,这类磁化了的介质内部的磁感应强度小于真空中的磁感应强度M。抗磁性物质的原子(离子)的磁矩应为零,即不存在永久磁矩。当抗磁性物质放入外磁场中,外磁场使电子轨道改变,感生一个与外磁场方向相反的磁矩,表现为抗磁性。所以抗磁性来源于原子中电子轨道状态的变化。抗磁性物质的抗磁性一般很微弱,磁化率H一般约为-10-5,为负值。2. 顺磁性顺磁性物质的主要特征是,不论外加磁场是否存在,原子内部存在永久磁矩。但在无外加磁场时,由于顺磁物质的原子做无规则的热振动,宏观看来,没有磁性;在外加磁场作用下,每个原子磁矩比较规则地取向,物质显示极弱的磁性。磁化强度与外磁场方向一致,为正,而且严格地与外磁场H成正比。顺磁性物质的磁性除了与H有关外,还依赖于温度。其磁化率H与绝对温度T成反比。式中,C称为居里常数,取决于顺磁物质的磁化强度和磁矩大小。顺磁性物质的磁化率一般也很小,室温下H约为10^-5。一般含有奇数个电子的原子或分子,电子未填满壳层的原子或离子,如过渡元素、稀土元素、钢系元素,还有铝铂等金属,都属于顺磁物质。3. 铁磁性对诸如Fe、Co、Ni等物质,在室温下磁化率可达10^-3数量级,称这类物质的磁性为铁磁性。铁磁性物质即使在较弱的磁场内,也可得到极高的磁化强度,而且当外磁场移去后,仍可保留极强的磁性。其磁化率为正值,但当外场增大时,由于磁化强度迅速达到饱和,其H变小。铁磁性物质具有很强的磁性,主要起因于它们具有很强的内部交换场。铁磁物质的交换能为正值,而且较大,使得相邻原子的磁矩平行取向(相应于稳定状态),在物质内部形成许多小区域——磁畴。每个磁畴大约有1015个原子。这些原子的磁矩沿同一方向排列,假设晶体内部存在很强的称为“分子场”的内场,“分子场”足以使每个磁畴自动磁化达饱和状态。这种自生的磁化强度叫自发磁化强度。由于它的存在,铁磁物质能在弱磁场下强列地磁化。因此自发磁化是铁磁物质的基本特征,也是铁磁物质和顺磁物质的区别所在。铁磁体的铁磁性只在某一温度以下才表现出来,超过这一温度,由于物质内部热骚动破坏电子自旋磁矩的平行取向,因而自发磁化强度变为0,铁磁性消失。这一温度称为居里点 。在居里点以上,材料表现为强顺磁性,其磁化率与温度的关系服从居里——外斯定律,式中C为居里常数。4. 反铁磁性反铁磁性是指由于电子自旋反向平行排列。在同一子晶格中有自发磁化强度,电子磁矩是同向排列的;在不同子晶格中,电子磁矩反向排列。两个子晶格中自发磁化强度大小相同,方向相反,整个晶体 。反铁磁性物质大都是非金属化合物,如MnO。不论在什么温度下,都不能观察到反铁磁性物质的任何自发磁化现象,因此其宏观特性是顺磁性的,M与H处于同一方向,磁化率 为正值。温度很高时, 极小;温度降低, 逐渐增大。在一定温度 时, 达最大值 。称 为反铁磁性物质的奈尔温度。对奈尔点存在 的解释是:在极低温度下,由于相邻原子的自旋完全反向,其磁矩几乎完全抵消,故磁化率 几乎接近于0。当温度上升时,使自旋反向的作用减弱, 增加。当温度升至奈尔点以上时,热骚动的影响较大,此时反铁磁体与顺磁体有相同的磁化行为。5. 亚铁磁性亚铁磁性是指有两套子晶格的形成的磁性材料。不同子晶格的磁矩方向和反铁磁一样,但是不同子晶格的磁化强度不同,不能完全抵消掉,所以有剩余磁矩,称为亚铁磁。反铁磁性物质大都是合金,如TbFe合金。 亚铁磁也有从亚铁磁变为顺磁性的临界温度,称为居里温度。

凡有未成对电子的分子,在外加磁场中必须磁场方向排列,分子的这种性质叫顺磁性,具有这种性质的物质称顺磁性物质

反之,亦然,

或者:

每一种材料都有一定的磁现象有的在磁场内会抵消一小部分磁场强度,呈现「反磁性」(diamagnetism),如铜;有的在磁场内有微小的正感应,呈现「顺磁性」(paramagnetism),如空气

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