铁磁性せい

微ほろ观下的てき磁性じせい序列じょれつ（每まい个粒子りゅうし的てき磁矩）。

鐵てつ磁性じせい（Ferromagnetism），又また稱たたえ作づく強つよ磁性じせい，指ゆび的てき是ぜ一いち種しゅ材料ざいりょう的てき磁性じせい狀態じょうたい，具有ぐゆう自發じはつ性せい的てき磁化じか現象げんしょう。各かく材料ざいりょう中ちゅう以鐵てつ最さい廣こう為ため人知じんち，故こ名な之の。

某ぼう些材料りょう在外ざいがい部ぶ磁場じば的てき作用さよう下か得とく而磁化じか後ご，即そく使つかい外部がいぶ磁場じば消失しょうしつ，依然いぜん能のう保持ほじ其磁化か的てき狀態じょうたい而具有ぐゆう磁性じせい，即そく所謂いわゆる自發じはつ性的せいてき磁化じか現象げんしょう。 所有しょゆう的てき永久えいきゅう磁鐵均ひとし具有ぐゆう铁磁性せい或ある亞あ铁磁性せい。

基本きほん上じょう铁磁性せい这个概念がいねん包括ほうかつ任にん何なん在ざい没ぼつ有ゆう外部がいぶ磁场时显示しめせ磁性じせい的てき物ぶつ质。至いたり今いま依然いぜん有人ゆうじん这样使用しよう这个概念がいねん。但ただし是ぜ通どおり过对不同ふどう显示磁性じせい物ぶつ质及其磁性的せいてき更さら深刻しんこく认识，学者がくしゃ们对这个概念がいねん做了更さら精せい确的定てい义。 一いち個こ物質ぶっしつ的てき晶あきら胞中ちゅう所有しょゆう的てき磁性じせい離はなれ子こ均ひとし指向しこう它的磁性じせい方向ほうこう時じ才ざい被ひ稱しょう為ため是ぜ鐵てつ磁性じせい的てき。 若わか其不同どう磁性じせい離はなれ子こ所しょ指ゆび的てき方向ほうこう相反あいはん，其效果こうか能のう够相互そうご抵消則そく被ひ稱しょう為ため反はん鐵てつ磁性じせい。 若わか不同ふどう磁性じせい離はなれ子こ所しょ指ゆび的てき方向ほうこう相反あいはん，但ただし是ぜ有ゆう强弱きょうじゃく之これ分ぶん，其产生せい的てき效果こうか不能ふのう全部ぜんぶ抵消，則のり稱たたえ為ため亚铁磁性じせい。

物質ぶっしつ的てき磁性じせい現象げんしょう存在そんざい一いち個こ臨界りんかい溫度おんど，在ざい此溫度ど之の上うえ，铁磁性せい会かい消失しょうしつ而变成なり顺磁性せい，在ざい此温度ど之の下しも铁磁性せい才ざい会かい保持ほじ。 對たい於鐵磁性じせい和わ亞あ鐵てつ磁性じせい物ぶつ质，此温度おんど被ひ稱しょう為ため居きょ里さと溫度おんど（虽然都と称しょう为居里さと温度おんど，但ただし二者是有差别的）；對たい於反鐵てつ磁性じせい物ぶつ质，此温度おんど被ひ稱しょう為ため奈爾溫度おんど。

有人ゆうじん认为磁铁与铁磁性せい物ぶつ质之间的吸引きゅういん作用さよう是ぜ人じん类最早もはや对磁性せい的てき认识。

原理げんり

鐵てつ磁性じせい的てき原理げんり可か由よし兩個りゃんこ量子力學りょうしりきがく描述的てき現象げんしょう成功せいこう的てき預あずか測はか：自じ旋和わ泡あわ利り不ふ相あい容よう原理げんり。

电子的てき自じ旋加上じょう其轨道角かく动量导致一いち个偶极子こ磁矩和わ形成けいせい一いち个磁场。在ざい大だい多数たすう物ぶつ质中所有しょゆう电子的てき总偶极磁矩のり为零。只ただ有ゆう電子でんし層そう不ふ满的原子げんし（电子不ふ成なり对）可能かのう在ざい没ぼつ有ゆう外部がいぶ磁场的てき情じょう况下表ひょう现一个净磁矩。铁磁性せい物ぶつ质有许多这样的てき电子。假かり如它们排列はいれつ在ざい一起的话它们可以一起产生一个可观测得到的宏观场。

这些偶极趋于指向しこう外部がいぶ磁场的てき方向ほうこう。这个现象被ひ称しょう为顺磁性せい。铁磁性せい物ぶつ质的偶极趋于在ざい没ぼつ有ゆう外部がいぶ磁场的てき情じょう况下也指向しこう同どう一方向いちほうこう。这是一いち个量子力学りょうしりきがく现象。

按照古典こてん电磁学がく，两个临近的てき磁偶极趋于指向しこう相反あいはん的てき方向ほうこう，因いん此，它們的てき磁場じば會かい互相抗拒こうきょ，互相抵銷。但ただし是ぜ，由ゆかり於單獨自どくじ旋產生せい的てき磁場じば很小，這效應おう很微弱じゃく，形成けいせい的てき排列はいれつ很容易ようい就會被ひ熱ねつ漲みなぎ落（thermal fluctuation）摧毀。在ざい有ゆう些物质裏，由ゆかり於一いち種しゅ稱たたえ為ため交换相互そうご作用さよう（exchange interaction）的てき特別とくべつ量子力學りょうしりきがく效こう應おう，自じ旋與自じ旋彼此ひし之の間あいだ方向ほうこう的てき改變かいへん，會かい導しるべ致臨近きん電子でんし靜せい電でん排斥はいせき力りょく的てき改變かいへん。在ざい近距離きんきょり，交换相互そうご作用さよう會かい比ひ偶極-偶極磁相互そうご作用さよう強きょう勁很多た。因よし此，對たい於鐵磁性じせい物質ぶっしつ，臨近電子でんし的てき自じ旋趨於指向しこう同樣どうよう的てき方向ほうこう。

根據こんきょ包つつみ立りつ不ふ相あい容よう原理げんり，兩個りゃんこ自じ旋相同どう的てき電子でんし不能ふのう佔有同樣どうよう的てき位置いち。因よし此，兩個りゃんこ臨近原子げんし的てき位い於最外がい電子でんし層そう的てき不ふ成なり對たい價あたい電子でんし，當とう它們的てき軌域相互そうご重疊ちょうじょう時じ，假かり若わか自じ旋方向ほうこう相しょう同どう（平行へいこう自じ旋），則のり電荷でんか分ぶん佈會比較ひかく分散ぶんさん，否いや則のり，電荷でんか分ぶん佈會比較ひかく集中しゅうちゅう。所以ゆえん，促使自じ旋方向ほうこう相しょう同どう這動作どうさ會かい降くだ低ひく電でん勢いきおい能のう，使つかい得平とくひら行こう自じ旋態更さら為ため穩定(洪ひろし德とく定則ていそく)。簡言之の，因いん庫くら倫りん力りょく而互相しょう排斥はいせき的てき電子でんし，藉著平行へいこう自じ旋使得とく電荷でんか分ぶん佈更加か分散ぶんさん，從したがえ而降低ひく電でん勢いきおい能のう。這能量りょう差さ稱たたえ為ため交換こうかん能のう（exchange energy）。

在ざい长距离上（数すう千せん离子）交换能のう的てき作用さよう逐渐被ひ经典偶极相しょう对排列はいれつ的てき趋势掩盖，这是在ざい平衡へいこう（没ぼつ有ゆう磁性じせい的てき）情じょう况下铁磁性せい物ぶつ质的偶极总的来らい说不排列はいれつ起おこり来らい的てき原因げんいん。在ざい没ぼつ有ゆう磁性じせい的てき铁磁性せい物ぶつ质中其磁偶极被ひ分割ぶんかつ在ざい外そと斯磁畴中なか。每まい个磁畴内部ぶ短たん距离地ち磁偶极排列はいれつ指向しこう同どう一方向いちほうこう，但ただし是ぜ在ざい长距离上不同ふどう磁畴的てき磁偶极的排列はいれつ不一致ふいっち。不同ふどう磁畴之の间的边界被ひ称しょう为畴壁，畴壁内ない原子げんし之の间的指向しこう逐渐更改こうかい。

因いん此一块铁一般没有磁性，或ある者もの其磁性せい非常ひじょう弱じゃく。但ただし是ぜ在ざい一个足够强的外部磁场中，所有しょゆう磁畴会かい沿着这个磁场排列はいれつ，在ざい外部がいぶ磁场消失しょうしつ后きさき这些磁畴会かい继续保存ほぞん其同一いち的てき指向しこう。这个磁场与外部がいぶ磁场之の间的关系由よし一条磁滞曲线描写。虽然这个排列はいれつ整せい齐的磁畴的てき能のう量りょう不ふ是ぜ最低さいてい的てき，但ただし是ぜ它非常ひじょう稳定。在ざい海底かいてい的てき磁铁矿会かい上じょう百ひゃく万年地指向它形成时的地磁场方向。通つう过加热再在ざい没ぼつ有ゆう外部がいぶ磁场的てき情じょう况下冷却れいきゃく磁铁的てき磁场会かい消失しょうしつ。

温度おんど升ます高だか后きさき热振荡（或ある熵）与あずか铁磁性せい的てき偶极排列はいれつ竞争。温度おんど高だか于居里さと点てん后きさき晶あきら体内たいない发生二に级相あい变，整せい个系统无法ほう磁化じか，在ざい有ゆう外部がいぶ磁场的てき情じょう况下这时铁磁性せい物ぶつ质显示しめせ顺磁性せい。在ざい居きょ里さと点てん下か对称破やぶ缺かけ，磁畴形成けいせい。居きょ里さと点てん本身ほんみ是ぜ一いち个阈值，理り论上这里的てき磁化じか率りつ为无穷大，虽然这里没ぼつ有ゆう磁化じか，但ただし是ぜ在任ざいにん何なん长度范围内ない均ひとし有ゆう类似磁畴的てき自じ旋波动。

尤ゆう其是使用しよう简化了りょう的てき伊い辛からし自じ旋模型がた来らい研究けんきゅう铁磁性せい相しょう变对统计物理ぶつり学がく的てき发展起おこり了りょう巨きょ大作たいさく用よう。在ざい这里平均へいきん场理论明あかり显地无法正せい确地预言居きょ里さと点てん上じょう的てき现象，需要じゅよう被ひ重じゅう整せい化か群ぐん理り论取代だい。

铁磁性せい物ぶつ质

一いち些铁磁性じせい（*表示ひょうじ亚铁磁性じせい）晶あきら体からだ及其居きょ里さと点てん（Kittel，449页）

物もの质	居きょ里さと点てん（K）
Co	1388
Fe	1043
FeOFe2O3*	858
NiOFe2O3*	858
CuOFe2O3*	728
MgOFe2O3*	713
MnBi	630
Ni	627
MnSb	587
MnOFe2O3*	573
Y3Fe5O12*	560
CrO2	386
MnAs	318
Gd	292
Tb	219
Dy	88
EuO	69

不ふ少しょう晶あきら体からだ显示铁磁性せい或ある亚铁磁性じせい。右みぎ表ひょう列れつ出で一些有代表性的及其居里点。在ざい居きょ里さと点てん以上いじょう它们不ふ再さい显示磁性じせい。

其组成金なりきん属ぞく本身ほんみ不ふ是ぜ铁磁性せい的てき合金ごうきん被ひ称しょう为赫斯勒合金きん，这个名字みょうじ来き自じ于弗どる里さと茨いばら·赫斯勒。

通つう过速冻液态合金きん可か以形成けいせい非ひ晶あきら体からだ的てき铁磁性せい合金ごうきん。这样的てき合金ごうきん的てき优点在てんざい于它们的特性とくせい几乎是ぜ等とう方かた性的せいてき，因いん此矫顽力りょく低てい，磁滞现象损失低てい，磁导率りつ高こう，电阻高だか。典型てんけい的てき这样的てき合金ごうきん是ぜ过渡金属きんぞく-准じゅん金属きんぞく合金ごうきん，其成分ぶん由よし约80%的てき过渡金属きんぞく（一いち般铁、钴、镍等）和かず约20%的てき准じゅん金属きんぞく（硼、碳、硅、磷或ある铝）组成，后きさき者しゃ降くだ低てい其熔点てん。

书籍

• 铁磁性せい物理ぶつり，近角ちかずみ聪信著ちょ，兰州大学だいがく出版しゅっぱん，2002年ねん7月がつ，ISBN 7-311-02030-1
• 铁磁性せい理り论导论，A.Aharoni著ちょ，兰州大学だいがく出版しゅっぱん社しゃ，ISBN 7-311-02029-8
• 自じ旋电子こ学がく导论

相あい关条目め

• 反はん铁磁性せい