磁性材料与器件第二章物质的磁性来源及分类详解演示文稿.pptVIP

* 分子场能使区域磁矩取向一致，它到底有多大呢 ？ 磁矩热运动能 kT 磁矩的分子场能 居里温度TC 时 = 已知玻尔兹曼常数k =1.3805×10－23J?K-1 ，取TC=103K 估算出Hmf为109A?m-1量级 ? 磁矩之间的相互作用 因此，分子场足以使磁矩趋于同向，形成自发磁化 当前第29页\共有45页\编于星期三\7点 * 外斯假定： 分子场Hmf值与自发磁化强度MS成正比，即 ?称为外斯分子场系数，它是与铁磁性物质的原子本性有关的参量 当前第30页\共有45页\编于星期三\7点 * 分子场大小为： Hmf＝?MS 外磁场H的作用下，作用在原子磁矩上的总磁场为（H＋?MS） 可直接应用顺磁性朗之万理论 ，得： 绝对饱和磁化强度 铁磁体原子磁矩被认为是完全由自旋贡献，故S代替J 当前第31页\共有45页\编于星期三\7点 * 对上式稍作变换，得到： 用图解法得到在一定的磁场和温度条件下的磁化强度 当前第32页\共有45页\编于星期三\7点 当前第1页\共有45页\编于星期三\7点 优选磁性材料与器件第二章物质的磁性来源及分类 当前第2页\共有45页\编于星期三\7点 * ▼原子核外电子排布规律 多电子原子中，电子排布的准则有两条： 泡利不相容原理和能量最低原理 大体可以归纳为： ? 由n、l、ml和ms四个量子数确定以后，电子所处的位置随之而定。这四个量子数都相同的电子最多只能有一个 ? n、l和ml三个量子数都相同的电子最多只能有两个 ， ms只能为±1/2 ? n、l两个量子数相同的电子最多只有2（2l＋1）个 ， ml从-l到+l共有（2l＋1）个可取值 ? 主量子数相同的电子最多只有2n2个 ，对于确定的n值，l可取l＝0，1，2，…，（n－1）共n个可能值 满电子壳层的总动量和总磁矩都为零。未填满电子的壳层上才有未成对的电子磁矩对原子的总磁矩作出贡献。这种未满壳层称为磁性电子壳层。 当前第3页\共有45页\编于星期三\7点 … ( n = 3 ) 主量子数相同的电子数最多： 主量子数 n 代表主壳层，轨道量子数 l 代表次壳层，能量相同的电子可以视为分布在同一壳层上。 当前第4页\共有45页\编于星期三\7点 大多数原子基态的电子组态可以按此规律给出。 少数元素有些变化，如： Cu:······3d10,4s1 Cr: :······3d5,4s1 见《结构与物性》p15 基态原子的电子在原子轨道中填充的顺序是： 1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s,4f,5d,6p,7s,5f,6d 当前第5页\共有45页\编于星期三\7点 * n 1 2 3 主壳层符号 K L M l 0 0 1 0 1 2 次壳层符号 s s p s p d ml 0 0 ?1 0 1 0 ?1 0 1 ?2 ?1 0 1 2 ms ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? 状态数或最多电子数 2 2 6 2 6 10 8 18 n 4 主壳层符号 N l 0 1 2 3 次壳层符号 s p d f ml 0 ?1 0 1 ?2 ?1 0 1 2 ?3 ?2 ?1 0 1 2 3 ms ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? 状态数或最多电子数 2 6 10 14 32 表1 电子壳层划分及状态数 续表 当前第6页\共有45页\编于星期三\7点 * 原子核 +26 K (n=1) L (n=2) M (n=3) N (n=4) 1s1 2p6 2s2 3p6 3s2 3d6 4s2 Fe的电子壳层和电子轨道 当前第7页\共有45页\编于星期三\7点 * ▼电子轨道磁矩 i v ?m=iS r e? 电子轨道运动产生的轨道磁矩和动量矩方向相反 当前第8页\共有45页\编于星期三\7点 * 引入量子力学方法： （l＝0，1，2，…，n－1 h为普朗克常数，h＝6.6256×10?34[J?S] ） （ =9.2730×10?24A?m2 ，称为波尔磁子) 当前第9页\共有45页\编于星期三\7点 * 因为 jl=?0?l ,同理会得出： =1.1660?10-29Wb?m 在SI单位之中采用 的定义。 当前第10页\共有45页\编于星期三\7点 * ▼电子自旋磁矩 S≡1/2，pS= 自旋在磁场方向的分量 (ms只可能等于?1/2 ) 实验表明： （S≡1/2，