居里温度.doc

文档介绍：居里温度测量
侯建强
(南京大学匡亚明学院理科强化部2010级,学号:101242015)
摘要:温度是表征磁性材料性质和特征的重要参量,测量磁导率和居里温度的仪器很多,例如磁天平、振动样品磁强计、磁化强度和居里温度测试仪等,测量方法有感应法、谐振法、电桥法等。本实验测定了钙钛矿锰氧化物样品在不同实验条件下的居里温度,最后对本实验进行了讨论。
关键词:居里温度,磁化强度

磁性材料的自发磁化来自磁性电子间的交换作用。在磁性材料内部,交换作用总是力图使原子磁矩呈有序排列:平行取向或反平行取向。但是随着温度升高,原子热运动能量增大,逐步破坏磁性材料内部的原子磁矩的有序排列,当升高到一定温度时,热运动能和交换作用能量相等,原子磁矩的有序排列不复存在,强磁性消失,材料呈现顺磁性,此即居里温度。
不同材料的居里温度是不同的。材料居里温度的高低反映了材料内部磁性原子之间的直接交换作用、超交换作用、双交换作用。因此,深入研究和测定材料的居里温度有着重要意义。

(1)初步了解铁磁性物质由铁磁性转变为顺磁性的微观机理;
(2)学习JZB-1型居里温度测试仪测定居里温度的原理和方法;
(3)学会测量不同铁磁样品居里点的方法。
实验原理
磁性是物质的一种基本属性,从微观粒子到宏观物体,以至宇宙天体,无不具有某种程度的磁性,只是其强弱程度不同而已,这里说的磁性是指物质在磁场中可以受到力或力矩作用的一种物理性质。使物质具有磁性的物理过程叫做磁化,、磁化强度、磁场强度来描述,当介质为各向同性时,它们满足下列关系:
(1)
其中,称为相对磁导率,,常把简称为介质磁导率,称为磁化率,称为真空磁导率,称为绝对磁导率..
在真空中时,,
和是两个不同的量,究竟用还是用来作为描述磁场的本征量,,它们都是描述磁场性质的宏观量,,比如在电磁感应、霍尔效应、测量地磁水平分量等问题中,由于起作用的是磁通量的时间变化率,牵涉到的是;而如果考虑材料内部某处磁矩所受的作用时,起作用的就是,比如求退磁能及磁矩所做的功等。
从的关系看,表面上与是线性的,但实际上,由于是一个与值有关的量,而值又与温度、磁化场有关,所以是一个复杂的量,不能简单地从与的形式上来判断它们之间是线性的,或是非线性的关系.
磁体在磁性质上有很大的不同,从实用的观点,可以根据磁体的磁化率大小和符号来分为五个种类。
(1)抗磁性:是一种原子系统在外磁场作用下,获得与外磁场方向反向的磁矩的现象。某些物质当它们受到外磁场作用后,感生出与方向相反的磁化强度,其磁化率。这种物质称为抗磁性物质。
(2)顺磁性:许多物质在受到外磁场作用后,感生出与磁化磁场同方向的磁化强度,其磁化率,但数值很小,仅显示微弱磁性。这种磁性称为顺磁性。多数顺磁性物质的与温度有密切关系,服从居里定律,即
(2)
式中,为居里常数;为绝对温度。然而,更多的顺磁性物质的与温度的关系,遵守居里-外斯定律,即
(3)
式中,为临界温度,称为顺磁居里温度。
(3)反铁