Руководство к лабораторным работам по курсам "Материаловедение и материалы электронных средств", "Материалы и элементы электронной техники", "Материалы электронной техники". Джуплин В.Н - 26 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

26
так, кристалл разбивается на множество микрообъемов (порядка 10
-7
см
3
) –
областей самопроизвольного намагничивания, или доменов. Домены
намагничены до насыщения, но в разных направлениях и намагниченность
соседних доменов взаимно компенсируется. В этом случае магнитный поток
замыкается внутри образца и энергия его минимальна.
Ферромагнетизм существует лишь у нескольких элементов
периодической системы Менделеева. Обменные силы ориентируют спины
параллельно друг другу только в определенных
случаях. Для ориентации
требуется наличие нескомпенсированных спинов на недостроенных внутренних
электронных оболочках атомов. Электроны, как известно, располагаются вокруг
ядра атома слоями или оболочками. В заполненной оболочке все электроны
образуют пары с противоположно направленными спиновыми моментами (
рис.3.4,а ).
Такие связанные попарно
электроны уже не могут принимать
участие в образовании
ферромагнитного состояния. Если
же
оболочка не заполнена целиком, то
часть электронов остается с
нескомпенсированными спиновыми
моментами. Именно они являются
источниками обменных сил, эти
обменные силы могут ориентировать
спины соседних атомов параллельно
друг другу. У железа в оболочке 14
электронов, из них 9 имеют
ориентацию спинов в одном направлении, а 5 – в противоположном.
Следовательно, 4 спина остаются нескомпенсированными (
рис. 3.4,б ). Наличие
последних на незаполненной внутренней оболочке еще не является
достаточным условием для возникновения ферромагнетизма. Требуется
выполнение еще одного условия: атомы в узлах кристаллической решетки
должны быть расположены не очень близко один от другого. Отношение
постоянной кристаллической решетки d (рис.3.3) к радиусу орбиты R , на
которой находится электрон с нескомпенсированным спином, должно
быть не
меньше трех. Так, например, у хрома и марганца имеются соответственно 4 и 5
нескомпенсированных спинов на той же, что и у железа, оболочке, однако они
оба не ферромагнитны, т.к. для их кристаллов второе условие не выполняется.
Однако, ряд сплавов этих металлов с алюминием, медью ферромагнитны, так
как атомы второй
компоненты, внедряясь между атомами марганца и хрома,
раздвигают их, постоянная решетки увеличивается и второе правило начинает
выполняться.
Тепловое движение атомов препятствует параллельной ориентации
спинов и при некоторой температуре, называемой точкой Кюри, они уже не
могут оставаться ориентированными параллельно; при этом ферромагнетизм
исчезает.
Рис.3.4

Страницы