La transición del hierro de un estado ferromagnético a un estado paramagnético
La transición del hierro de un estado ferromagnético a un paramagnético se puede demostrar fácilmente por los medios más simples. Tomé un alambre de hierro enrollado de aproximadamente un milímetro de espesor (del tipo que se usa para asegurar los corchos de las botellas de champán) y lo até con un trozo largo de alambre de cobre muy delgado al cuello de la botella. En el costado arreglé un imán que saqué de una radio vieja.
Era necesario colocar el alambre de hierro cerca del imán de tal manera que "cuelgue en el aire": por un lado, es atraído por el imán, pero el alambre de cobre no permite que el hierro se acerque. Después de eso, alejé el alambre de hierro del imán para que siguiera colgando en el aire, pero a punto de caer.
Las manipulaciones descritas no fueron fáciles de realizar: una vez más estás convencido de que el campo magnético genera una fuerte atracción, pero con la distancia se debilita rápidamente. Vale la pena acercar un poco más el alambre de hierro, y se adherirá firmemente al imán, un poco más, y caerá por su propio peso.
El magnetismo no es la gravedad. Por un lado, las fuerzas gravitatorias son débiles: puedes levantar una roca que atrae a toda la Tierra, un planeta enorme. Pero, por otro lado, no puedes alejarte de la gravedad terrestre, ni siquiera en la Luna: con la distancia, la fuerza gravitatoria disminuye mucho más lentamente que el magnetismo.
Me recuerda a un incidente en el libro. física increíble .
"... apareció un proyecto fantástico para salvar barcos de las balas de cañón enemigas. La idea era instalar poderosos imanes en el barco hacia el enemigo, cubiertos con una armadura gruesa. Se suponía que los núcleos del enemigo serían atraídos por un imán cercano, girando en su dirección y romper contra un fuerte blindaje. El resto de la nave podría haber quedado desprotegido.
En principio, todo era cierto, excepto que incluso los imanes más poderosos no pueden actuar a una gran distancia. Imagina que tenemos un imán que puede atraer 10 toneladas de hierro a una distancia de 1 cm, este es un imán muy fuerte. Entonces, si movemos el objeto útil otro 1 cm, ¡entonces la fuerza de atracción caerá 8 veces! A una distancia de 1 m, la fuerza de atracción se reducirá en un factor de 1.000.000 y no se puede hablar de ninguna atracción de los núcleos.
Pero en el siglo pasado, todavía no sabían cómo calcular la fuerza de los imanes y, sin embargo, se construyó una armadura magnética de este tipo en 1887. Este imán atrajo una placa de acero, por lo que se necesitó una fuerza de 10 toneladas para arrancarlo. Cuatro núcleos de 120 kilogramos colgaban uno tras otro del polo de un imán. Pero a 2 m del imán, las personas que tenían objetos de acero en los bolsillos apenas sintieron el efecto del imán. No había nada que pensar en la atracción de los núcleos enemigos. Es cierto que dicho imán actuó sobre la aguja de la brújula durante 10 km. "
Ahora comencemos el experimento. Un alambre de hierro enrollado "colgaba" cerca del imán: el ferroimán es atraído por el campo magnético y tiende a acercarse al imán. Solo el alambre de cobre evita esto. ¿Qué sucede si un ferromagneto se convierte en un paramagneto? Tomé el mechero y apunté la llama al alambre de hierro (con cuidado de no tocar el imán con la llama). El cable se calentó a un brillo rojo (en parte, a amarillo), comenzó a alejarse lentamente del imán, se "hundió" y, finalmente, cayó. Después de enfriarse, el alambre comenzó a ser atraído nuevamente por el imán y el experimento se pudo repetir muchas veces.
Cuando el alambre se calienta, el hierro alcanza la temperatura de Curie y se convierte en un paramagneto. La atracción por el imán se conservó, pero se debilitó bruscamente; como resultado, el cable cayó por su propio peso. Cuando el alambre se apagó de la llama, se enfrió rápidamente y volvió a convertirse en un ferroimán: habría sido atraído nuevamente por el imán si no se hubiera alejado de él cuando cayó.
Pero, tal vez, el calentamiento no tiene nada que ver con eso: ¿el flujo de gases del quemador simplemente "voló" el cable? Realizó un experimento de control: abrió al máximo el suministro de gas, pero no encendió la llama. Cuando envió la corriente al cable, "colgando" cerca del imán, no le causó ninguna impresión.
Permítanme recordarles que, para el hierro, la temperatura de Curie es de 770 ° C; desde un punto de vista práctico, esto es mucho. Es por eso que se eligió un alambre de hierro liviano para el experimento: sería más difícil calentar un objeto más masivo hasta el punto de Curie. Incluso en el caso de un cable, solo una parte ha alcanzado el punto de Curie, pero esto es suficiente: lo principal es calentar con una llama exactamente las secciones del cable que están más cerca del imán (recuerde que las fuerzas magnéticas son de corto alcance: la atracción de las secciones lejanas del cable al imán no es suficiente para mantenerlo en el aire). En cualquier caso, necesitas un buen quemador con una llama relativamente estrecha.
_______________________________________________
Los ferroimanes son sustancias que por debajo de cierta temperatura (puntos de Curie) tienen magnetización espontánea, en ausencia de un campo magnético externo (x> 1, a pequeña t° tiene magnetización espontánea, que varía mucho bajo la acción de fuerzas externas, la histéresis es característica).
Histéresis magnética: el retraso de la inducción magnética del campo magnético externo, debido al hecho de que la inducción magnética depende de su valor anterior. Una consecuencia de la irreversibilidad de los procesos de magnetización.
Un dominio es una región macroscópica en un cristal magnético en el que la orientación del vector de magnetización homogénea espontánea (a t° por debajo del punto de Curie) gira o se desplaza de cierta manera en relación con las direcciones del vector correspondiente en los dominios vecinos.
El punto de Curie es la temperatura de una transición de fase de segundo orden asociada con un cambio similar a un salto en las propiedades de simetría de una sustancia (en ferromagnetos - magnético).
En los ferroimanes, debido al gran parámetro de la red cristalina, en un estado con un fuerte solapamiento de las funciones de onda de los electrones con espines antiparalelos, surge la energía de repulsión electrostática, que aumenta significativamente la energía del sistema frente al mínimo. energía cuando las funciones de onda de los electrones se comprimen en estados separados con orientación paralela de los espines.
Oscilaciones electromagnéticas libres amortiguadas.
Oscilaciones amortiguadas - oscilaciones, energía cat. disminuye con el tiempo.
Caracterizado por el hecho de que la amplitud de las oscilaciones A yavl. función decreciente. Típicamente, el amortiguamiento ocurre bajo la acción de las fuerzas de resistencia del medio, más a menudo expresado como una dependencia lineal de la velocidad de las oscilaciones o su cuadrado.
es el valor de amplitud de las cargas en el tiempo t = 0
45. Contador oscilatorio de energía. Oscilaciones electromagnéticas libres no amortiguadas.
Electromag. fluctuaciones - cantidades eléctricas y magnéticas que cambian periódicamente con el tiempo en un circuito eléctrico.
El circuito oscilante ideal es electr. circuito, consiste en una bobina con una inductancia L y un capacitor con una capacitancia C. (La resistencia R está presente en un circuito real). Resistencia eléctrica de un circuito ideal = 0.
Oscilaciones electromagnéticas libres en el circuito: se produce un cambio periódico en la carga de los devanados del capacitor, la intensidad de la corriente y el voltaje en el circuito sin consumo de energía de fuentes externas.
Que. la aparición de oscilaciones electromagnéticas libres en el circuito se debe a la recarga del condensador y la aparición de FEM de autoinducción en la bobina, que proporciona esta "recarga". Las vibraciones son armónicas. ley.
La fuerza del magnetismo está determinada por el llamado "momento magnético": el momento dipolar dentro de un átomo, que proviene del momento angular y el espín de los electrones. Los materiales tienen diferentes estructuras de momentos magnéticos intrínsecos dependiendo de la temperatura. El punto de Curie es la temperatura a la que cambian los momentos magnéticos intrínsecos de un material.
El magnetismo permanente se debe a la alineación de los momentos magnéticos, y el magnetismo inducido se crea cuando los momentos magnéticos desordenados se ven obligados a alinearse en un campo magnético aplicado. Por ejemplo, los momentos magnéticos ordenados (ferromagnéticos) cambian y se desordenan (paramagnéticos) a la temperatura de Curie. Las temperaturas más altas debilitan los imanes, ya que el magnetismo espontáneo ocurre solo por debajo de la temperatura de Curie; esta es una de las características principales de tales fenómenos espontáneos. La susceptibilidad magnética por encima de la temperatura de Curie se puede calcular a partir de la ley de Curie-Weiss, que se deriva de la ley de Curie.
Uso y fórmulas
Por analogía con los materiales ferromagnéticos y paramagnéticos, la temperatura de Curie también se puede utilizar para describir entre ferroelectricidad y paraelectricidad. En este contexto, el parámetro de orden es la polarización eléctrica que va de un valor finito a cero a medida que la temperatura sube por encima de la temperatura de Curie.
Los momentos magnéticos son momentos dipolares permanentes en el interior de un átomo, que contienen un momento electrónico según la relación μl = el/2me, donde me es la masa del electrón, μl es el momento magnético, l es el momento angular, sin los cuales es difícil calcular la temperatura de Curie; esta relación se llama giromagnética.
Los electrones en un átomo aportan momentos magnéticos de su propio momento angular y de su momento orbital alrededor del núcleo. Los momentos magnéticos del núcleo son despreciables en contraste con los momentos magnéticos de los electrones. Las contribuciones térmicas conducen a energías de electrones más altas, lo que perturba el orden y altera la alineación entre los dipolos.
Peculiaridades
Los materiales ferrimagnéticos y antiferromagnéticos tienen diferentes estructuras de momentos magnéticos. A una determinada temperatura de Curie del material, estas propiedades cambian. La transición de antiferromagnético a paramagnético (o viceversa) ocurre a la temperatura de Neel, que es similar a la temperatura de Curie; esta es, de hecho, la principal condición para tal transición.
Las estructuras ferromagnéticas, paramagnéticas, ferrimagnéticas y antiferromagnéticas consisten en sus propios momentos magnéticos. Si todos los electrones dentro de la estructura están emparejados, estos momentos se cancelan debido a sus giros opuestos y momentos angulares. Por lo tanto, incluso cuando se aplica un campo magnético, estos materiales tienen propiedades diferentes y no tienen una temperatura de Curie; para el hierro, por ejemplo, se usa una temperatura completamente diferente.
El material es paramagnético solo por encima de su temperatura de Curie. Los materiales paramagnéticos son no magnéticos cuando no hay campo magnético y magnéticos cuando se aplica un campo magnético. Cuando no hay campo magnético, el material tiene momentos magnéticos desordenados; es decir, los átomos son asimétricos y no alineados. Cuando está presente un campo magnético, los momentos magnéticos se reorganizan temporalmente en paralelo al campo aplicado, los átomos son simétricos y alineados. Los momentos magnéticos alineados en una dirección son la causa del campo magnético inducido.
Para el paramagnetismo, esta respuesta a un campo magnético aplicado es positiva y se conoce como susceptibilidad magnética. La susceptibilidad magnética solo se aplica por encima de la temperatura de Curie para estados desordenados.
Más allá del punto de Curie
Por encima de la temperatura de Curie, los átomos se excitan y las orientaciones de espín se vuelven aleatorias, pero el campo aplicado puede reorganizarlas, es decir, el material se vuelve paramagnético. Todo lo que está por debajo de la temperatura de Curie es un espacio cuya estructura interna ya ha sufrido una transición de fase, los átomos están ordenados y el material mismo se ha vuelto ferromagnético. Los campos magnéticos inducidos por los materiales paramagnéticos son muy débiles en comparación con los campos magnéticos de los materiales ferromagnéticos.
Los materiales son solo ferromagnéticos por debajo de sus respectivas temperaturas de Curie. Los materiales ferromagnéticos son magnéticos en ausencia de un campo magnético aplicado.
Cuando no hay campo magnético, el material tiene una magnetización espontánea que resulta de momentos magnéticos ordenados. Es decir, para el ferromagnetismo, los átomos son simétricos y alineados en la misma dirección, creando un campo magnético constante.
Temperatura de Curie para ferroimanes
Las interacciones magnéticas se mantienen unidas por interacciones de intercambio; de lo contrario, el desorden térmico superaría los momentos magnéticos. La interacción de intercambio tiene una probabilidad cero de que los electrones paralelos ocupen el mismo punto en el tiempo, lo que implica una alineación paralela preferencial en el material. El factor de Boltzmann hace una contribución significativa ya que prefiere que las partículas que interactúan estén alineadas en la misma dirección. Esto da como resultado que los ferroimanes tengan fuertes campos magnéticos y altas definiciones de temperatura de Curie de alrededor de 1000 K.
Los materiales ferrimagnéticos son magnéticos en ausencia de un campo magnético aplicado y están compuestos por dos iones diferentes.
Magnetismo espontáneo
Cuando no hay campo magnético, el material tiene magnetismo espontáneo resultante de momentos magnéticos ordenados; esos. para el ferrimagnetismo, los momentos magnéticos de un mismo momento iónico están alineados en una dirección con cierta magnitud, mientras que los momentos magnéticos de otro ion están en dirección opuesta con diferente magnitud. Debido a que los momentos magnéticos tienen diferentes magnitudes en direcciones opuestas, existe magnetismo espontáneo y existe un campo magnético.
¿Qué sucede debajo del punto de Curie?
Según los ferroeléctricos modernos, la temperatura de Curie tiene sus limitaciones. Al igual que los materiales ferromagnéticos, las interacciones magnéticas se mantienen unidas por interacciones de intercambio. Sin embargo, las orientaciones de los momentos son antiparalelas, lo que da como resultado un impulso neto al restar su impulso entre sí.
Por debajo de la temperatura de Curie, los átomos de cada ion se alinean en paralelo con diferentes momentos provocando un magnetismo espontáneo; el material es ferrimagnético. Por encima de la temperatura de Curie, el material es paramagnético ya que los átomos pierden sus momentos magnéticos ordenados cuando el material sufre una transición de fase.
Néel temperatura y magnetismo
El material tiene momentos magnéticos iguales alineados en direcciones opuestas, lo que da como resultado un momento magnético cero y un magnetismo cero en todas las temperaturas por debajo de la temperatura de Néel. Los materiales antiferromagnéticos se magnetizan débilmente en ausencia de un campo magnético.
Al igual que los materiales ferromagnéticos, las interacciones magnéticas se mantienen unidas mediante interacciones de intercambio que evitan que el desorden térmico supere las interacciones de momentos magnéticos débiles. Cuando ocurre el desorden, es a la temperatura de Neel.
Las propiedades ferromagnéticas de una sustancia aparecen solo a temperaturas por debajo del punto de Curie.
La gran mayoría de los átomos tienen su propio campo magnético. Casi cualquier átomo puede representarse como un pequeño imán con polos norte y sur. Este efecto magnético se explica por el hecho de que los electrones, al moverse en órbitas alrededor del núcleo atómico, crean corrientes eléctricas microscópicas, que generan campos magnéticos ( cm. descubrimiento de Oersted). Sumando los campos magnéticos inducidos por todos los electrones del átomo, obtenemos el campo magnético total del átomo.
En la mayoría de las sustancias, los campos magnéticos de los átomos están orientados aleatoriamente, por lo que se anulan entre sí. Sin embargo, en algunas sustancias y materiales (principalmente en aleaciones que contienen hierro, níquel o cobalto), los átomos están ordenados de tal manera que sus campos magnéticos están dirigidos en una dirección y se refuerzan entre sí. Como resultado, una pieza de dicha sustancia está rodeada por un campo magnético. De estas sustancias, llamadas ferroimanes, ya que suelen contener hierro, y reciben magnetos permanentes.
Para comprender cómo se forman los ferroimanes, imagine una pieza de hierro caliente. Debido a la alta temperatura, los átomos en él se mueven muy rápido y al azar, sin dejar espacio para ordenar los campos magnéticos atómicos en una dirección. Sin embargo, a medida que la temperatura disminuye, el movimiento térmico se debilita y comienzan a dominar otros efectos. En el hierro (y algunos otros metales) a nivel atómico, existe una fuerza que tiende a combinar los dipolos magnéticos de los átomos vecinos entre sí.
Esta fuerza de interacción interatómica, llamada intercambiar poder, fue descrito por primera vez por Werner Heisenberg ( cm. principio de incertidumbre de Heisenberg). Se debe a que dos átomos vecinos pueden intercambiar electrones externos, y estos electrones pasan a pertenecer simultáneamente a ambos átomos. La fuerza de intercambio une firmemente los átomos en la red cristalina del metal y hace que sus campos magnéticos sean paralelos y dirigidos en la misma dirección. Como resultado, los campos magnéticos ordenados de los átomos vecinos se potencian mutuamente en lugar de cancelarse. Y tal efecto se puede observar en un volumen de materia del orden de 1 mm 3, que contiene hasta 10 16 átomos. átomos de tal dominio magnético (cm. abajo) están alineados de tal manera que tenemos un campo magnético puro.
A altas temperaturas, la acción de esta fuerza se ve obstaculizada por el movimiento térmico de los átomos, mientras que a bajas temperaturas, los campos magnéticos atómicos pueden reforzarse entre sí. La temperatura a la que ocurre esta transición se llama punto de curiosidad metal - en honor al físico francés Pierre Curie que lo descubrió.
En realidad, la estructura de los ferroimanes es mucho más complicada que la descrita anteriormente. Por lo general, los dominios individuales incluyen solo unos pocos miles de átomos cuyos campos magnéticos son unidireccionales, pero los campos de varios dominios están dirigidos aleatoriamente y, en conjunto, el material no está magnetizado. Por lo tanto, una pieza ordinaria de hierro no muestra propiedades magnéticas. Sin embargo, bajo ciertas condiciones, los campos magnéticos de los dominios que componen un ferromagnético también están ordenados (por ejemplo, cuando el hierro caliente se enfría en un fuerte campo magnético). Y luego obtenemos un imán permanente. La presencia del punto de Curie también explica por qué, cuando un imán permanente se calienta fuertemente, en algún momento se desvanece por completo. desmagnetización
María Sklodowska Curie, 1867-1934
Polaco, luego químico francés. Nacido en Varsovia en el seno de una familia de intelectuales durante el difícil período de la ocupación rusa que cayó en suerte a Polonia. Mientras estudiaba en la escuela, ayudó a su madre a mantener una pensión, sirviendo en ella como empleada doméstica. Después de dejar la escuela, trabajó durante un tiempo como institutriz de familias adineradas con el fin de ganar fondos para la educación médica de su hermana. Durante este período, el compromiso de Sklodowska con un joven de la familia a la que servía (los padres consideraron que el matrimonio de su hijo era indigno de su posición social y perdieron una brillante oportunidad de mejorar el acervo genético de su familia), molesto por el novio. padres, cae en el compromiso de Sklodowska. Después de que su hermana recibiera una educación médica en París, la propia Sklodowska también fue a estudiar allí.
Los brillantes resultados de los exámenes de ingreso en física y matemáticas atrajeron la atención de los principales científicos franceses hacia el joven polaco. El resultado fue su compromiso en 1894 con Pierre Curie y su matrimonio al año siguiente. En aquellos años apenas comenzaban los estudios sobre el fenómeno de la radiactividad, y el trabajo en esta área no tenía fin. Pierre y Marie Curie se ocuparon de la extracción de muestras radiactivas de los minerales extraídos en Bohemia y de su estudio. Como resultado, la pareja logró descubrir varios elementos radiactivos nuevos a la vez ( cm. Desintegración radiactiva), uno de los cuales se llamó curio en su honor, y otro - polonio en honor a la patria de María. Por estos estudios, los Curie, junto con Henri Becquerel (1852-1908), descubridor de los rayos X, fueron galardonados con el Premio Nobel de Física de 1903. Fue Marie Curie quien introdujo por primera vez el término "radiactividad", por el nombre del primer elemento radioactivo descubierto por Curie.
Tras la trágica muerte de Pierre en 1906, Marie Curie rechazó la pensión que le ofrecía la Universidad de la Sorbona y continuó sus investigaciones. Logró demostrar que, como resultado de la desintegración radiactiva, se produce la transmutación de los elementos químicos y, por lo tanto, sentó las bases para una nueva rama de las ciencias naturales: la radioquímica. Por este trabajo, Marie Curie recibió el Premio Nobel de Química en 1911 y se convirtió en la primera científica en ganar dos veces el premio más prestigioso por sus logros en las ciencias naturales. (En el mismo año, la Academia de Ciencias de París rechazó su candidatura y no aceptó a Marie Curie en sus filas. Aparentemente, dos premios Nobel les parecieron a los caballeros académicos no suficientes para superar su tendencia a discriminar por motivos de nacionalidad y género).
Durante la Primera Guerra Mundial, Marie Curie participó activamente en la investigación médica aplicada, trabajando en el frente con una máquina de rayos X portátil. En 1921, se abrió una suscripción en Estados Unidos para recaudar fondos para la compra de 1 gramo de radio puro para Marie Curie, que necesitaba para futuras investigaciones. Durante su gira triunfal por Estados Unidos con conferencias públicas, el propio presidente estadounidense Warren Harding le entregó a Curie la llave de la caja de metal precioso radiactivo.
Los últimos años de la vida de Marie Curie estuvieron llenos de importantes iniciativas internacionales en ciencia y medicina. A principios de la década de 1930, la salud de Marie Curie se deterioró drásticamente, las enormes dosis de radiación que recibió durante muchos años de experimentos afectaron, y en 1934 murió en un sanatorio en los Alpes franceses.
Pierre Curie, 1859-1906
físico francés. Nacido en París en la familia de un destacado médico. Recibió educación en el hogar. Inicialmente estudió farmacología en la Sorbona, pero muy pronto se interesó por los experimentos de ciencias naturales con cristales, que realizaba su hermano Jacques, y finalmente se convirtió en director de la Escuela de Física y Química (École de Physique et Chimie). En 1895 se casó con Maria Skłodowska y ese mismo año defendió su tesis doctoral sobre las propiedades magnéticas de los paramagnetos ( cm. ley de Curie). Junto con su esposa, en las condiciones de trabajo más difíciles, realizó experimentos en la Escuela para estudiar las propiedades de las sustancias radiactivas. En 1904 fue nombrado profesor de física y director del laboratorio (pronto transformado en Instituto del Radio) de la Sorbona. En abril de 1906, Pierre Curie murió en un extraño accidente al ser atropellado por un taxi. Ni siquiera tuvo tiempo de completar el equipamiento de su nuevo laboratorio.
Transiciones de fase del segundo tipo.
TRANSICIONES DE FASE (transformaciones de fase), transiciones de una sustancia de una fase a otra, que ocurren con un cambio de temperatura, presión o bajo la influencia de cualquier otro factor externo, como campos magnéticos o eléctricos.
Las transiciones de fase del segundo tipo son transiciones de fase en las que las segundas derivadas de los potenciales termodinámicos con respecto a la presión y la temperatura cambian abruptamente, mientras que sus primeras derivadas cambian gradualmente. De esto se sigue, en particular, que la energía y el volumen de una sustancia no cambian durante una transición de fase de segundo orden, pero sí cambian su capacidad calorífica, compresibilidad, diversas susceptibilidades, etc.
Las transiciones de fase del segundo tipo van acompañadas de un cambio en la simetría de la materia. El cambio de simetría puede estar asociado con el desplazamiento de átomos de cierto tipo en la red cristalina, o con un cambio en el orden de la sustancia.
En la mayoría de los casos, la fase con mayor simetría (es decir, incluyendo todas las simetrías de la otra fase) corresponde a temperaturas más altas, pero hay excepciones. Por ejemplo, al pasar por el punto de Curie inferior en la sal de Rochelle, la fase correspondiente a la temperatura más baja tiene simetría rómbica, mientras que la fase correspondiente a la temperatura más alta tiene simetría monoclínica.
Para caracterizar cuantitativamente la simetría durante una transición de fase de segundo orden, se introduce un parámetro de orden que toma valores distintos de cero en la fase con mayor simetría y es idénticamente igual a cero en la fase desordenada.
Temperatura curie
campo magnético de temperatura de Curie
La temperatura de Curie es la temperatura de una transición de fase del segundo tipo, asociada con un cambio abrupto en las propiedades de simetría de una sustancia (por ejemplo, magnética - en ferromagnetos, eléctrica - totalmente ferroeléctrica, cristal-química - en orden aleaciones). El nombre de P. Curie. A temperaturas por debajo del punto de Curie, los ferroimanes tienen magnetización espontánea (espontánea) y cierta simetría magneto-cristalina. En el punto de Curie (), la intensidad del movimiento térmico de los átomos del ferromagnético es suficiente para destruir su magnetización espontánea (“orden magnético”) y cambiar la simetría, como resultado, el ferromagnético se convierte en paramagnético. De manera similar, en los antiferromagnetos en (en el llamado punto de Curie antiferromagnético o punto de Neel), se produce la destrucción de su estructura magnética característica (subredes magnéticas), y los antiferromagnetos se convierten en paramagnetos. En todos los ferroeléctricos y antiferroeléctricos, el movimiento térmico de los átomos reduce a cero la orientación ordenada espontánea de los dipolos eléctricos de las celdas elementales de la red cristalina. En las aleaciones ordenadas, en el punto de Curie (también llamado punto de Kurnakov en el caso de las aleaciones), el grado de orden de largo alcance en la disposición de los átomos (iones) de los componentes de la aleación se hace igual a cero.
Así, en todos los casos de transiciones de fase del segundo tipo (como el punto de Curie) en una sustancia, desaparece uno u otro tipo de "orden" atómico (orientación ordenada de momentos magnéticos o eléctricos, orden de largo alcance en la distribución de átomos sobre los nodos de la red cristalina en aleaciones, etc.). P.). Cerca del punto de Curie, cambios específicos en muchas propiedades físicas (por ejemplo, capacidad calorífica, susceptibilidad magnética, etc.) ocurren en una sustancia, alcanzando un máximo en, que generalmente se usa para determinar con precisión la temperatura de transición de fase.
Los valores numéricos de la temperatura de Curie se dan en libros de referencia especiales.
La temperatura de Curie se puede determinar a partir de la dependencia de la temperatura de la magnetización extrapolando la parte empinada de la dependencia al eje de la temperatura.
Dado que la medición de la magnetización de la muestra en el magnetómetro se lleva a cabo en un campo magnético externo bastante fuerte, en la región del punto de Curie, la transición ferromagnético-paramagnético se difumina debido a un aumento en el crecimiento del paraproceso con el aumento de la temperatura. .
Métodos para determinar la temperatura de Curie
Los siguientes son relativamente simples y bien conocidos.
1) según el coeficiente de temperatura máxima de la resistencia eléctrica
2) según el efecto galvanomagnético negativo máximo (debido a la proporcionalidad)R)
3) por la desaparición de la magnetización espontánea M(T), o por el mínimo de la dependencia de la derivada dM/dT
4) por permeabilidad inicial cero
5) a partir de mediciones isotérmicas de la capacidad calorífica Cmagn(T) en campos magnéticos cero y distintos de cero. En el punto de Curie se observa la máxima derivada de la capacidad calorífica
En este artículo, presentamos un método para determinar el punto de Curie, que utiliza el efecto de un aumento de la susceptibilidad en campos magnéticos débiles con el aumento de la temperatura. El comportamiento de la susceptibilidad h en la región del punto de Curie se describe, según las teorías existentes, de la forma:
h ~ g (T - TC) -1 (1)
donde r puede variar de 1,26 a 1,4 De (1) se deduce que en T > TC el valor h > 0. El máximo de la dependencia h = h(T) se expresa claramente sólo para sustancias ferromagnéticas puras. En materiales no homogéneos que contienen imperfecciones estructurales, impurezas, la curva h = h(T) tiene una forma borrosa en la región de TS. Para ferrimagnetos, debido a la influencia mutua de subredes magnéticas no equivalentes, el máximo h es menos pronunciado que para ferromagnetos. En este caso, conviene tomar como punto de Curie la temperatura correspondiente al punto de intersección de las rectas que aproximan las porciones ascendente y descendente de las dependencias en la región TS.
El método Belov-Goryaga utiliza la expansión de Landau del potencial termodinámico Z en una serie de grados de magnetización con el coeficiente correspondiente a cada grado.
En un estado de equilibrio termodinámico
Se utilizan los valores dados.
Donde M0 es la magnetización de saturación, TC es la relación de temperatura de Curie (2) se convierte a la forma
Los coeficientes del lado derecho de la relación (3) son funciones de la temperatura reducida y se expanden en una serie de Taylor en la vecindad de la temperatura de Curie, es decir, en φ=1.
El coeficiente a puede determinarse a partir de las dependencias del campo isotérmico de la magnetización y, dado que en T ? TC a=0, esta propiedad se puede utilizar para determinar la temperatura de Curie.
