Магнетиками называются вещества обладающие магнитными свойствами. Под магнитными свойствами понимают способность приобретать веществом магнитный момент, то есть намагничиваться под действием магнитного поля.
Моменты могут быть наведены внешним магнитным полем или существовать в материале.
По магнетическим свойствам вещества делятся на слабомагнитные (диамагнетики, парамагнетики, антиферромагнетики) и сильномагнитные( ферромагнетики и ферримагнетики).
Диамагнетиками являются вещества с <1. Данное явление относится ко всем веществам и связано с тем, что внешнее магнитное поле оказывает влияние на движение электронов по орбите, вследвие чего в диэлектрике индуцируется внутренний магнитный момент, направленный навстречу внешнему полю. После снятия внешнего магнитного поля внутренний магнитный момент исчезает. К диамагнетикам относятся инертные газы, водород, медь, цинк, свинец, серебро, золото, висмут, галлий, сурьма. Значения не зависят от напряжённости внешнего магнитного поля и температуры .
Парамагнетики состоят из атомов в не полностью заполненными оболочками, т.е. обладающих магнитными моментами. Атомы в парамагнитных материалах расположены достаточно далеко (взаимодействие между атомами фактически отсутствует), поэтому магнитные моменты атомов ориентируются в направлении внешнего магнитного поля, т.е. фактически усиливают его. >1 (но близка к 1) не зависит от напряжённости внешнего магнитного поля, но зависит от температуры.
Парамагнетики: , соли Fe, Ni, Co и редко земельные элементов, щелочные металлы , Al, Pt.
Сильномагнитные материалы обладают >>1, магнитный момент зависит от напряжённости внешнего поля и температуры. Fe, Ni, Co и их сплавы относят к сильномагнитным материалам. К сильномагнитным материалам относят ферромагнетики и ферримагнетики.
Ферромагнитные вещества состоят из атомов с незаполненными оболочками, т.е. обладающими магнитным моментом. Но расстояние между атомами, по сравнению с парамагнетиками, невелико, поэтому соседние атомы могут обмениваться электронами. Такое взаимодействия называю обменными. В результате такого взаимодействия, в зависимости от расстояния между атомами, получается либо параллельная ориентация магнитных моментов соседних атомов – ферромагнетики, либо антипараллельная - антиферромагнетики.
У ферромагниных веществ с параллельными магнитными моментами ориентация магнитных моментов происходит в определённых областях, которые называют доменами. В пределах домена материал благодаря обменным процессам намагничивается до насыщения. Это взаимодействие протекает до определённой температуры, после доменная структура материала разрушается. Данная температура называется точкой Кюри.
Эти вещества имеют незаполненные внешние оболочки, между атомами возникает взаимодействие которое называется обменным.
В результате этого взаимодействия происходит параллельная ориентация (ферромагнетизм) или антипараллельная (антиферромагнетизм).
В ферромагнетиках образуются домены. Суммарная намагниченность доменов равно 0.
Антиферромагнетики - это кристаллические вещества, результирующие магнитные моменты каждого домена равны нулю.
К ферримагнетикам относят вещества в которых обменные взаимодействия осуществляются не непосредственно между активными атомами, а через активный ион кислорода.
Такое взаимодействие приводит к антипараллельной ориентации магнитных моментов, но магнитные моменты компенсируются не полностью и поэтому ферриты обладают магнитным моментом.
При намагничивании ферромагнетиков (их монокристаллов) наблюдаются изменение их линейных размеров- магнитострикция.
Магнитострикция может быть положительной, и отрицательной в зависимости от H.
Процесс намагничивания характеризуется кривыми Bот H.
Bs- индукция насыщения
Br-остаточная индукция
Hc-коэрцитивная сила (задерживающая)
=4
Площадь, ограниченная петлей гистерезиса пропорциональна потерям из-за гистерезиса (Мощность идет на нагрев).
По виду петли материалы делятся на магнитомягкие и магнитотвердые.