Ключевая разница - ферромагнетизм против антиферромагнетизма
Ферромагнетизм и антиферромагнетизм - две из пяти классификаций магнитных свойств. Остальные три - это диамагнетизм, парамагнетизм и ферримагнетизм. Ключевое различие между ферромагнетизмом и антиферромагнетизмом заключается в том, что ферромагнетизм может быть обнаружен в материалах, у которых магнитные домены выровнены в одном направлении, тогда как антиферромагнетизм может быть обнаружен в материалах, у которых их магнитные домены выровнены в противоположных направлениях.
Магнитный домен или атомный момент – это область, в которой магнитные поля атомов сгруппированы и выровнены. Ферромагнитные материалы притягиваются к внешнему магнитному полю и обладают суммарным магнитным моментом. Но антиферромагнитные материалы имеют нулевой суммарный магнитный момент.
Что такое ферромагнетизм?
Ферромагнетизм – это наличие магнитных доменов, ориентированных в одном направлении в магнитных материалах. Наиболее распространенными примерами ферромагнитных материалов являются такие металлы, как железо, никель, кобальт и их металлические сплавы. Магнитные домены этих металлов имеют сильные взаимодействия из-за электронного обмена между атомами. Эти сильные взаимодействия вызывают выравнивание магнитных доменов в одном направлении. Ферромагнитные материалы демонстрируют параллельное выравнивание магнитных доменов, что приводит к намагничиванию материалов даже в отсутствие внешнего магнитного поля.
Рисунок 1: Порядок магнитных доменов в ферромагнитных материалах
Есть две основные характерные особенности ферромагнитных материалов:
Спонтанное намагничивание
Спонтанная намагниченность – это намагничивание материала даже в отсутствие внешнего магнитного поля. На величину этой намагниченности влияет спиновый магнитный момент электронов, присутствующих в ферромагнитном материале.
Высокая температура Кюри
Температура Кюри – это температура, при которой спонтанная намагниченность начинает исчезать. Для ферромагнитных материалов это происходит при высокой температуре.
Что такое антиферромагнетизм
Антиферромагнетизм - это наличие магнитных доменов, ориентированных в противоположных направлениях в магнитных материалах. Эти противоположные магнитные домены имеют равные магнитные моменты, которые компенсируются (поскольку они направлены в противоположные стороны). Это делает чистый момент материала нулевым. Этот тип материалов известен как антиферромагнитные материалы.
Рисунок 2: Порядок магнитных доменов в антиферромагнитных материалах
Обычными примерами антиферромагнитных материалов являются оксиды переходных металлов, такие как оксид марганца (MnO).
Температура Нееля (или температура магнитного упорядочения) - это температура, при которой антиферромагнитный материал начинает превращаться в парамагнетик. При этой температуре выделяемая тепловая энергия достаточно велика, чтобы разрушить выравнивание магнитных доменов, присутствующих в материале.
В чем разница между ферромагнетизмом и антиферромагнетизмом?
Ферромагнетизм против антиферромагнетизма |
|
| Ферромагнетизм – это наличие магнитных доменов, ориентированных в одном направлении в магнитных материалах. | Антиферромагнетизм – это наличие в магнитных материалах магнитных доменов, ориентированных в противоположных направлениях. |
| Выравнивание магнитных доменов | |
| Магнитные домены ферромагнитных материалов ориентированы в одном направлении. | Магнитные домены антиферромагнитных материалов ориентированы в противоположных направлениях. |
| Чистый магнитный момент | |
| Ферромагнитные материалы имеют значение чистого магнитного момента. | Антиферромагнитные материалы имеют нулевой суммарный магнитный момент. |
| Примеры | |
| Примеры ферромагнитных материалов включают такие металлы, как железо, никель, кобальт и их металлические сплавы. | Примеры антиферромагнитных материалов включают оксиды переходных металлов. |
Резюме – Ферромагнетизм против антиферромагнетизма
Материалы можно разделить на несколько групп в зависимости от их магнитных свойств. К таким двум типам относятся ферромагнитные и антиферромагнитные материалы. Ключевое различие между ферромагнетизмом и антиферромагнетизмом заключается в том, что ферромагнетизм может быть обнаружен в материалах, у которых магнитные домены выровнены в одном направлении, тогда как антиферромагнетизм может быть обнаружен в материалах, в которых магнитные домены выровнены в противоположных направлениях.
