Ферромагне́тики — вещества (как правило, в твёрдом кристаллическом или аморфном состоянии), в которых ниже определённой критической температуры ( точки Кюри ) устанавливается дальний ферромагнитный порядок магнитных моментов атомов или ионов (в неметаллических кристаллах) или моментов коллективизированных электронов (в металлических кристаллах). Иными словами, ферромагнетик — такое вещество, которое (при температуре ниже точки Кюри) способно обладать намагниченностью в отсутствие внешнего магнитного поля .

Свойства ферромагнетиков

• Магнитная восприимчивость ферромагнетиков положительна и значительно больше единицы.
• При не слишком высоких температурах ферромагнетики обладают самопроизвольной (спонтанной) намагниченностью , которая сильно изменяется под влиянием внешних воздействий.
• Для ферромагнетиков характерно явление гистерезиса .
• Ферромагнетики притягиваются магнитом.

Представители ферромагнетиков

Среди химических элементов

Среди химических элементов ферромагнитными свойствами обладают переходные элементы Fe , Со и Ni (3 d -металлы) и редкоземельные металлы Gd , Tb , Dy , Ho , Er (см. Таблицу 1).

Таблица 1. — Ферромагнитные металлы

Металлы T c , К J s0 , Гс Fe 1043 1735,2 Co 1403 1445 Ni 631 508,8 Gd 289 1980

Металлы T c , К J s0 , Гс Tb 223 2713 Dy 87 1991,8 Ho 20 3054,6 Er 19,6 1872,6

J _s0 — величина намагниченности единицы объёма при абсолютном нуле температуры, называемая . T _c — точка Кюри (критическая температура, выше которой ферромагнитные свойства исчезают, и вещество становится парамагнетиком).

Для 3 d -металлов и для гадолиния (Gd) характерна коллинеарная ферромагнитная атомная структура, а для остальных редкоземельных ферромагнетиков — неколлинеарная (спиральная и др.; см. ).

Среди соединений

Ферромагнитами также являются многочисленные металлические бинарные и более сложные (многокомпонентные) сплавы и соединения упомянутых металлов между собой и с другими неферромагнитными элементами, сплавы и соединения хрома (Cr) и марганца (Mn) с неферромагнитными элементами (так называемые гейслеровы сплавы ), например, сплав Cu ₂ MnAl, соединения ZrZn ₂ и Zr _x M _1−x Zn ₂ (где М — это Ti , Y , Nb или Hf ), Au ₄ V, Sc ₃ In и др. (Таблица 2), а также некоторые соединения металлов группы актиноидов (например, ).

Соединение	Tc, К	Соединение	Tc, К
Fe 3 AI	743	TbN	43
Ni 3 Mn	773	DyN	26
FePd 3	705	EuO	77
MnPt 3	350	MnB	578
CrPt 3	580	ZrZn 2	35
ZnCMn 3	353	Au 4 V	42—43
AlCMn 3	275	Sc 3 ln	5—6

Другие известные

Особую группу ферромагнетиков образуют сильно разбавленные растворы замещения парамагнитных атомов (например, Fe или Со) в диамагнитной матрице Pd . В этих веществах атомные магнитные моменты распределены неупорядоченно (при наличии ферромагнитного порядка отсутствует атомный порядок). Ферромагнитный порядок обнаружен также в аморфных (метастабильных) металлических сплавах и соединениях, аморфных полупроводниках, в обычных органических и неорганических стёклах , халькогенидах ( сульфидах , селенидах , теллуридах ) и т. п. Число известных неметаллических ферромагнетиков пока невелико. Это, например, оксид хрома(IV) и ионные соединения типа La _1−x Ca _x MnO ₃ (0,4 > x > 0,2) , EuO , , EuS , EuSe , EuI ₂ , CrB ₃ и т. п. У большинства из них точка Кюри лежит ниже 1 К . Только у соединений Eu, халькогенидов, CrB ₃ значение Q составляет порядка 100 К .

См. также

Примечания

Литература

• Хёрд К. М.
• Аннаев Р. Г. Магнето-электрические явления в ферромагнитных металлах. — Ашхабад, 1951.
• Тябликов С. В. Методы квантовой теории магнетизма. — 2-е изд. — М., 1975.
• Невзгодова Е. — Современная экспериментальная физика. — 3-е изд. — СПб., 2009.
• Исследование свойств ферромагнитных и сверхпроводящих металлов мю-мезонным методом / В. Н. Горелкин , В. Ю. Милосердин, В. П. Смилга . - Ленинград : ЛИЯФ, 1976. - 55 с. : ил.; 20 см. - (АН СССР; № 270).