Kluczowa różnica – ferromagnetyzm kontra antyferromagnetyzm
Ferromagnetyzm i antyferromagnetyzm to dwie z pięciu klasyfikacji właściwości magnetycznych. Pozostałe trzy to diamagnetyzm, paramagnetyzm i ferrimagnetyzm. Kluczową różnicą między ferromagnetyzmem a antyferromagnetyzmem jest to, że ferromagnetyzm można znaleźć w materiałach, których domeny magnetyczne są ustawione w tym samym kierunku, podczas gdy antyferromagnetyzm można znaleźć w materiałach, których domeny magnetyczne są ustawione w przeciwnych kierunkach.
Domena magnetyczna lub moment atomowy to obszar, w którym pola magnetyczne atomów są zgrupowane i wyrównane. Materiały ferromagnetyczne są przyciągane przez zewnętrzne pole magnetyczne i mają wypadkowy moment magnetyczny. Ale materiały antyferromagnetyczne mają zerowy moment magnetyczny netto.
Co to jest ferromagnetyzm?
Ferromagnetyzm to obecność domen magnetycznych, które są ustawione w tym samym kierunku w materiałach magnetycznych. Najczęstszymi przykładami materiałów ferromagnetycznych są metale, takie jak żelazo, nikiel, kob alt i ich stopy metali. Domeny magnetyczne tych metali oddziałują silnie ze względu na wymianę elektronów między atomami. Te silne oddziaływania powodują wyrównanie domen magnetycznych w tym samym kierunku. Materiały ferromagnetyczne wykazują równoległe ułożenie domen magnetycznych, co powoduje namagnesowanie materiałów nawet przy braku zewnętrznego pola magnetycznego.
Rysunek 1: Kolejność domen magnetycznych w materiałach ferromagnetycznych
Istnieją dwie główne cechy charakterystyczne materiałów ferromagnetycznych:
Spontaniczne namagnesowanie
Namagnesowanie spontaniczne to namagnesowanie materiału nawet przy braku zewnętrznego pola magnetycznego. Na wielkość tego namagnesowania wpływa spinowy moment magnetyczny elektronów obecnych w materiale ferromagnetycznym.
Wysoka temperatura Curie
Temperatura Curie to temperatura, w której samoistne namagnesowanie zaczyna zanikać. W przypadku materiałów ferromagnetycznych ma to miejsce w wysokiej temperaturze.
Co to jest antyferromagnetyzm
Antyferromagnetyzm to obecność domen magnetycznych, które są ustawione w przeciwnych kierunkach w materiałach magnetycznych. Te przeciwne domeny magnetyczne mają równe momenty magnetyczne, które są znoszone (ponieważ są w przeciwnych kierunkach). To sprawia, że moment netto materiału wynosi zero. Ten rodzaj materiałów jest znany jako materiały antyferromagnetyczne.
Rysunek 2: Kolejność domen magnetycznych w materiałach antyferromagnetycznych
Typowe przykłady materiałów antyferromagnetycznych można znaleźć z tlenków metali przejściowych, takich jak tlenek manganu (MnO).
Temperatura Neela (lub temperatura uporządkowania magnetycznego) to temperatura, w której materiał antyferromagnetyczny zaczyna być przekształcany w materiał paramagnetyczny. W tej temperaturze dostarczona energia cieplna jest wystarczająco duża, aby rozbić wyrównanie domen magnetycznych obecnych w materiale.
Jaka jest różnica między ferromagnetyzmem a antyferromagnetyzmem?
Ferromagnetyzm kontra antyferromagnetyzm |
|
| Ferromagnetyzm to obecność domen magnetycznych, które są ustawione w tym samym kierunku w materiałach magnetycznych. | Antyferromagnetyzm to obecność domen magnetycznych, które są ustawione w przeciwnych kierunkach w materiałach magnetycznych. |
| Wyrównanie domen magnetycznych | |
| Domeny magnetyczne materiałów ferromagnetycznych są ustawione w tym samym kierunku. | Domeny magnetyczne materiałów antyferromagnetycznych są ustawione w przeciwnych kierunkach. |
| Moment magnetyczny netto | |
| Materiały ferromagnetyczne mają wartość netto momentu magnetycznego. | Materiały antyferromagnetyczne mają zerowy wypadkowy moment magnetyczny. |
| Przykłady | |
| Przykłady materiałów ferromagnetycznych obejmują metale takie jak żelazo, nikiel, kob alt i ich stopy metali. | Przykłady materiałów antyferromagnetycznych obejmują tlenki metali przejściowych. |
Podsumowanie – Ferromagnetyzm kontra antyferromagnetyzm
Materiały można podzielić na kilka grup na podstawie ich właściwości magnetycznych. Takimi typami są materiały ferromagnetyczne i antyferromagnetyczne. Kluczową różnicą między ferromagnetyzmem a antyferromagnetyzmem jest to, że ferromagnetyzm można znaleźć w materiałach, których domeny magnetyczne są ustawione w tym samym kierunku, podczas gdy antyferromagnetyzm można znaleźć w materiałach, w których domeny magnetyczne są ustawione w przeciwnych kierunkach.
