Nauka o materiałach - wyklad 13

Nauka o Materiałach Wykład XIII Właściwości magnetyczne Jerzy Lis Nauka o Materiałach Treść wykładu: 1. Wprowadzenie 2. Rodzaje magnetyzmu 3. Przyczyny powstawania  momentu magnetycznego 4. Ferromagnetyki 5. Ferryty a) Struktura b) Mikrostruktura a właściwości 5 m µ Nauka o materiałach WŁAŚCIWOŚCI MAGNETYCZNE Oddziaływanie pola magnetycznego na materiał MATERIAŁ Indukcja magnetyczna Namagnesowanie Magnetostrykcja Wł. fizyczne ....................... Pole magnetyczne Zachowanie materiału w polu magnetycznym znajduje zachowanie w wielu  materiałach funkcjonalnych Nauka o materiałach  WŁAŚCIWOŚCI MAGNETYCZNE Indukcja magnetyczna Wiadomości wstępne Prąd przepływający w obwodzie zamkniętym lub trwaly magnes  wytwarza pole magnetyczne W materiale znajdującym się w polu magnetycznym indukowane  jest wewnętrzne pole  magnetyczne mierzone wielkością indukcji  magnetycznej B Nauka o materiałach  WŁAŚCIWOŚCI MAGNETYCZNE Indukcja magnetyczna Wiadomości wstępne B=  µ r  µ o H B=  µ 0H +M =  µ 0 H +  χ m  µ 0H =  µ 0 H  ( 1+ χ m) Gdzie: µ r – przenikalność magnetyczna materiału µ 0 – przenikalność magnetyczna próżni H – natężenie pola magnetycznego B – indukcja magnetyczna M – namagnesowanie χ m – podatność magnetyczna materiału Nauka o materiałach  WŁAŚCIWOŚCI MAGNETYCZNE Rodzaje magnetyzmu Diamagnetyki – każdy atom ma zerowy moment magnetyczny (np. Cu) Paramagnetyki – momenty magnetyczne są zorientowane przypadkowo i się znoszą  (np. Cr) Ferromagnetyki – momenty magnetyczne są uporządkowane wewnątrz każdej  domeny (np. Fe) Ferrimagnetyki – istnieją podstruktury posiadające zorientowane jednakowo i  zróżnicowane momenty magnetyczne (np. spinele) Nauka o materiałach  WŁAŚCIWOŚCI MAGNETYCZNE Rodzaje magnetyzmu Nauka o materiałach  WŁAŚCIWOŚCI MAGNETYCZNE Przyczyny powstawania momentu magnetycznego 1. Momenty magnetyczne orbitalne Krążące po orbitach (model) elektrony wywołują momenty magnetyczne mm=(-e/2me)l l – moment pędu elektronu Moment magnetyczny orbitalny jest skwantowany Mm= -mbL mb=(h/2 π )(e/2me) – magneton Bohra =9,27 x 10 -24 J/T 2. Momenty magnetyczne spinowe Spin elektronu (modelowo obrót wokół osi) wynosi: msp= -2mb S S – wypadkowy moment spinowy pędu elektronu Efektywny (nieskompensowany) spinowy moment magnetyczny me, sp= -2 mb (S(S=1))1/2 Nauka o materiałach  WŁAŚCIWOŚCI MAGNETYCZNE Przyczyny powstawania momentu magnetycznego Jon                      Moment w  mb Konfiguracja              Niesparowane e.         Moment magn. Nieskompensowane wypadkowe momenty magnetyczne występują w  materiałach w których orbitale uczestniczące w wiązaniach nie są w pełni 

(…)

… wypadkowe momenty magnetyczne występują w
materiałach w których orbitale uczestniczące w wiązaniach nie są w pełni
obsadzone czyli dla pierwiastków i kationów metali grup przejściowych i ziem
rzadkich.
Nieskompensowane momenty magnetyczne zależą od momentów spinowych.
Nauka o materiałach
WŁAŚCIWOŚCI MAGNETYCZNE
Ferro i ferrimagnetyki
• Przykładem ferromagnetykow są żelazo, kobalt, nikiel, pierwiastki ziem…
... zobacz całą notatkę