Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Магнитные свойства ферро- и ферримагнитных минералов





Изолированные атомы ферромагнитных минералов имеют значительные результирующие спин-орбитальные магнитные моменты вследствие незаполненности подуровней 3 d и 4 l их оболочек. Однако результирующие орбитальные атомные магнитные моменты электронов в одноэлементных минералах (самородное метеоритное железо) в основном скомпенсированы и не способны к ориентации в магнитном поле из-за большой плотности упаковки атомов этих веществ. Зато спиновые моменты электронов в определенных незначительных областях – доменах - ориентированы параллельно друг к другу, и, следовательно, здесь ферромагнетики намагничены до насыщения.

Эта ориентация спиновых магнитных моментов объясняется весьма значительным положительным обменным взаимодействием между электронами незаполненных оболочек соседних атомов. Такое взаимодействие изменяет у атомов ферромагнетиков (Fe, Ni, Co, Cd) распределение электронов по возможным состояниям и ориентирует параллельно спиновые магнитные моменты, хотя тепловое движение и стремится нарушить эту структуру. Пространственная ориентация параллельных спиновых магнитных моментов одинакова лишь в пределах определенных, разных по величине доменов моноэлементного ферромагнитного минерала в связи с особенностями его кристаллической структуры, наличием энергии анизотропии кристаллов. Различны по значению и направлению также результирующие спиновые моменты, поэтому в целом до действия поля ферромагнитный минерал не намагничен. При наложении магнитного поля магнитные моменты доменов изменяются по величине и ориентируются по его направлению, что приводит к намагниченности ферромагнитного минерала. Намагниченность в известной доле сохраняется и после снятия приложенного поля (остаточное намагничивание).

Теория Вейсса намагничивания доменов основана на теории Ланжевена, согласно которой намагниченность ферромагнетиков появляется в результате установившегося равновесия между ориентирующим действием внешнего магнитного поля, дезориентирующим действием теплового движения и из-за намагничивающего действия дополнительного внутреннего молекулярного поля, возникающего при обменном взаимодействии между электронами соседних атомов, пропорционального намагниченности вещества.

При значительной напряженности магнитного поля и низкой абсолютной температуре намагниченное состояние породы приближается к некоторому предельному значению (рис.1.9.3).

 

Рис.1.9.3. Зависимость намагниченности насыщения от температуры для железа, кобальта и никеля: Jvs - намагниченное состояние породы при насыщении (все домены параллельны полю), Jv0 предельное намагничивание, tc - точка Кюри. Рис. 1.9.4. Кривая намагничивания и петля гистерезиса ферромагнетика: Нс - коэрци­тивная сила, Jvr – остаточная изотермическая намагниченность

 

При температуре выше точки Кюри ферромагнетики стано­вятся парамагнетиками. Намагничивание в магнитном поле характеризуется кривой Jv = f(H) (рис. 1.9.4).

Нормальная намагниченность возникает при наложении постоянного магнитного поля на породу при нормальных темпера­туре (20 0С) и давлении (0,1 МПа). При этом изменяют на­правление на параллельное намагничивающему полю те векто­ры намагниченности доменов, у которых это изменение не со­провождается преодолением значительных энергетических барьеров. Нормальная намагниченность получается, например, у осадочной породы в современном геомагнитном поле (Нв ≈ 40 А/м).

Идеальная намагниченность наблюдается при совмест­ном действии постоянного и переменных магнитных полей с амплитудой, изменяющейся от полей насыщения до нуля.

Термонамагниченность обычна для пород, нагретых до темпе­ратуры выше точки Кюри и остывающих до нормальных темпе­ратур в постоянном магнитном поле. При этом возникает наи­более значительная остаточная намагниченность пород.

Магнитные свойства ферромагнитных минералов зависит от величины их зерен: при уменьшении размеров зерен уменьшается число доменов в них, и магнитная восприимчивость уменьшается, а коэрцитивная сила увеличивается. Последнее объясняется тем, что на намагничивание единицы объема породы расходуется больше энергии, т.к. намагничивание совершается, в основном за счет вращения векторов намагничивания доменов, а не смещения их границ – процесс, требующий меньших затрат энергии.

Ферримагнетики. Большинство природных сильно магнитных минералов, имея близ­кие к ферромагнетикам магнитные свойства, значительно отличаются от последних по магнитной структу­ре и относятся по этому признаку в особую группу — ферримагнетиков.

В кристаллах ферримагнетиков векторы намагниченности образуют две группы; в группах век­торы намагниченности параллельны, а у различных групп — антипараллельны. Так как результирующие магнитные момен­ты групп не равны (рис. 1.9.5), возникает значительная собст­венная намагниченность ферримагнетиков. К ним относят большинство ферритов, в частности, магне­тит, титаномагнетики, гидроокислы железа и др.

 

  Рис. 1.9.5. Распределение векторов намагниченности в кристаллах: а – ферромагнетики, б – антиферромагнетики, в – ферримагнетики.

 







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 1088. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...


Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...


Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...


Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

СИНТАКСИЧЕСКАЯ РАБОТА В СИСТЕМЕ РАЗВИТИЯ РЕЧИ УЧАЩИХСЯ В языке различаются уровни — уровень слова (лексический), уровень словосочетания и предложения (синтаксический) и уровень Словосочетание в этом смысле может рассматриваться как переходное звено от лексического уровня к синтаксическому...

Плейотропное действие генов. Примеры. Плейотропное действие генов - это зависимость нескольких признаков от одного гена, то есть множественное действие одного гена...

Методика обучения письму и письменной речи на иностранном языке в средней школе. Различают письмо и письменную речь. Письмо – объект овладения графической и орфографической системами иностранного языка для фиксации языкового и речевого материала...

Методы прогнозирования национальной экономики, их особенности, классификация В настоящее время по оценке специалистов насчитывается свыше 150 различных методов прогнозирования, но на практике, в качестве основных используется около 20 методов...

Методы анализа финансово-хозяйственной деятельности предприятия   Содержанием анализа финансово-хозяйственной деятельности предприятия является глубокое и всестороннее изучение экономической информации о функционировании анализируемого субъекта хозяйствования с целью принятия оптимальных управленческих...

Образование соседних чисел Фрагмент: Программная задача: показать образование числа 4 и числа 3 друг из друга...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия