БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ФЕ)
Впервые теоретическое описание свойств ферримагнетиков было дано Неелем (1948), который показал, что основные особенности поведения ферримагнетиков могут быть очень хорошо объяснены в рамках теории молекулярного поля. Ферримагнетики в не очень сильных магнитных полях (много меньше обменных) ведут себя так же, как ферромагнетики , т.к. такие магнитные поля не изменяют магнитной структуры. В отсутствии поля они разбиваются на домены , имеют характерную кривую намагничивания с насыщением и гистерезисом . В них наблюдается магнитострикция . В ферримагнетиках с неколлинеарными магнитными структурами при доступных значениях магнитного поля насыщения обычно не наблюдается. Особыми магнитными свойствами ферримагнетики обладают вблизи точки компенсации. Здесь даже слабые магнитные поля вызывают взаимный скос и опрокидывание подрешёток. Вдали от точки компенсации такие изменения магнитной структуры происходят в сильных (порядка обменных) магнитных полях. При определенных условиях в ферримагнетиках наблюдается резонансное поглощение электромагнитной энергии (ферримагнитный резонанс ). Изучение Ф. развивалось очень бурно и далеко продвинуло физику магнитных явлений. Удалось создать теорию ферримагнетиков-диэлектриков (большинство ферримагнетиков является диэлектриками); многие магнитные диэлектрики стали широко применяться в радиотехнике, СВЧ-технике, вычислительной технике.
Лит.: Смит Я., Вейн Х., Ферриты, пер. с англ., М., 1962; Редкоземельные ферромагнетики и антиферромагнетцки, М., 1965; Гуревич А. Г., Магнитный резонанс в ферритах и антиферромагнетиках, М., 1973; Смоленский Г. А., Леманов В, В., Ферриты и их техническое применение, Л., 1975; см. также лит. при статьях Антиферромагнетизм , Ферромагнетизм .
А. С. Боровик-Романов.
Рис. 4. Различные типы температурной зависимости намагниченности подрешёток M1 и M2 и спонтанной намагниченности J для ферримагнетика с двумя магнитными подрешётками.
Рис. 1. Схематическое изображение ферримагнитного упорядочения линейной цепочки магнитных ионов разных сортов с элементарными магнитными моментами m1 и m2 . М1 =Nm1 и М2 = Nm2 — намагниченности 1-й и 2-й подрешёток (N — число ионов данного сорта в единице объёма). Суммарная намагниченность J = М1 — М2 .
Рис. 3. Температурная зависимость обратной магнитной восприимчивости 1/c: 1 — парамагнетика с c = С/Т; 2 — ферромагнетика с c = С/(Т — Q); 3 — антиферромагнетика с c = С/(Т + Q); 4 — ферримагнетика.
Рис. 2. Типичное расположение ионов в ферримагнитном кристалле: С — немагнитный анион; А, B' и В" — магнитные катионы 1-й и 2-й подрешёток. Основное косвенное взаимодействие между А и B', В" — отрицательно. Взаимодействие B' — В" — мало.
Ферримагнетики
Ферримагне'тики, вещества, в которых при температурах ниже Кюри точки существует ферримагнитное упорядочение магнитных моментов ионов (см. Ферримагнетизм ). Большинство Ф. – это ионные кристаллы, содержащие магнитные ионы различных элементов или одного элемента, но либо имеющие разную валентность, либо находящиеся в разных кристаллографических позициях. Наиболее обширный класс хорошо изученных Ф. образуют ферриты . Из других ферримагнитных кристаллов следует отметить группу гексагональных двойных фторидов (RbNiF3 , CsNiF3 , TlNiF3 , CsFeF3 ), особенно интересных тем, что они являются прозрачными в оптической области. К Ф. принадлежит также ряд сплавов и интерметаллических соединений. В большинстве случаев это – вещества, содержащие атомы редкоземельных элементов. В частности, особый интерес представляет соединение типа RMe5 , где R – редкоземельный ион, Me – ион группы железа (например, GdCo5 ; см. Магнит постоянный ).
Ф. применяются в качестве сердечников высокочастотных контуров в радиотехнике, невзаимных элементов в СВЧ-технике, элементов памяти в ЭВМ и для создания постоянных магнитов.
Лит. см. при статьях ферримагнетизм , Ферриты .
А. С. Боровик-Романов.
Ферримагнитный резонанс
Ферримагни'тный резона'нс, одна из разновидностей электронного магнитного резонанса. Ф. р. проявляется как резкое возрастание поглощения ферримагнетиком энергии электромагнитного излучения при определённых (резонансных) значениях частоты (и определённой напряжённости приложенного (внешнего) магнитного поля H 0 . Наличие в ферримагнетиках нескольких магнитных подрешёток (см. ферримагнетизм ) приводит к существованию нескольких ветвей Ф. р. Ветви Ф. р. соответствуют возбуждению резонансных колебаний векторов намагниченности подрешёток как относительно друг друга, так и относительно вектора H 0 . Низкочастотная ветвь Ф. р. соответствует возбуждению прецессии вектора результирующей намагниченности образца J в эффективном поле Н эф , которое определяется внешним полем, полями анизотропии и размагничивающими полями. Прецессия происходит таким образом, что не нарушается антипараллельность подрешёток; тогда n = gэф Н эф . Этот вид Ф. р. ничем не отличается от ферромагнитного резонанса и поэтому в научной литературе часто пользуются только этим термином для описания как ферро-, так и ферримагнитного резонанса. Специфика Ф. р. проявляется здесь лишь в изменении значения магнитомеханического отношения gэф . В простейшем случае ферримагнетика с двумя подрешётками, имеющими намагниченности M 1 и M 2 , gэф = (M 1 – M 2 )/(M 1 /g1 – M 2 /g2 ) (здесь g1 и g2 – магнитомеханического отношения для подрешёток).
Высокочастотные ветви Ф. р. соответствуют таким видам прецессии векторов намагниченности подрешёток, при которых нарушается их антипараллельность. Эти ветви Ф. р. иногда называют обменными резонансами. Их частоты пропорциональны обменным полям, действующим между подрешётками: n = gaJ , где a – константа обменного взаимодействия . Эти частоты расположены в инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра. Более сложным и менее изученным является вопрос о Ф. р. в ферримагнетиках с неколлинеарным расположением векторов намагниченности подрешёток, а также вопрос о Ф. р. вблизи точки компенсации (т. е. вблизи температуры, при которой суммарная намагниченность образца равна нулю).
Лит. см. при ст. Ферримагнетизм .
А. С. Боровик-Романов.
Феррит
Ферри'т (от лат. ferrum – железо), структурная составляющая сплавов железа, представляющая собой твёрдый раствор углерода и легирующих элементов в a-железе. Кристаллическая решётка – объёмноцентрированный куб (ОЦК). Растворимость углерода в Ф. 0,02–0,03% (по массе) при 723 °С, а при комнатной температуре 10-6 –10-7 %. Растворимость легирующих элементов может быть весьма значительной или неограниченной. Легирование Ф. в большинстве случаев приводит к его упрочнению. Нелегированный Ф. относительно мягок, пластичен, сильно ферромагнитен до 768–770 °С. Микростроение, размеры зерна и субструктура Ф. зависят от условий его образования при полиморфном g ® a-превращении. При небольшом переохлаждении образуются приблизительно равноосные, полиэдрические зёрна; при больших переохлаждениях и наличии легирующих элементов (Cr, Mn, Ni) Ф. возникает по мартенситному механизму и вследствие этого упрочняется. Укрупнение зёрен аустенита часто приводит к образованию при охлаждении видманштеттова Ф. (см. Видманштеттова структура ), особенно в литых и перегретых сталях. Выделение доэвтектоидного Ф. происходит преимущественно на границах аустенитных зёрен. При температурах выше 1390 °С в железоуглеродистых сплавах образуется твёрдый раствор углерода в d-железе, имеющий также кристаллическую решётку (ОЦК); растворимость углерода в d-железе 0,1%. Эту фазу можно рассматривать как высокотемпературный Ф. См. также Железоуглеродистые сплавы .
Лит.: Вочвар А. А,, Металловедение, 5 изд., М., 1956; Бунин К, П., Баранов А. А., Металлография, М., 1970.
Р. И. Энтин.
Ферритдиодная ячейка
