作业帮稀土金属哪些有磁性
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/08 14:14:12
稀土金属哪些有磁性
稀土金属哪些有磁性
稀土金属哪些有磁性
常温下稀土元素属于顺磁物质（表现为磁力极小）,低温下,大多数稀土元素具有铁磁性,尤其是中、重稀土的低温铁磁性更大,比如Gd,Tb,Dy,Ho,Er.
稀土元素的磁性来源于其未充满的4f电子层,一般含有奇数个电子的原子或分子,电子未填满壳层的原子或离子,如过渡元素、钢系元素,还有铝铂等金属,都属于顺磁物质.顺磁性物质的主要特征是,不论外加磁场是否存在,原子内部存在永久磁矩.但在无外加磁场时,由于顺磁物质的原子做无规则的热振动,宏观看来,没有磁性；在外加磁场作用下,每个原子磁矩比较规则地取向,物质显示极弱的磁性.磁化强度与外磁场方向一致,而且严格地与外磁场H成正比.顺磁性物质的磁性除了与磁场H有关外,还依赖于温度.其磁化率与绝对温度T成反比.公式中,C称为居里常数,取决于顺磁物质的磁化强度和磁矩大小.顺磁性物质的磁化率一般也很小,室温下磁化率约为10负5次方.
低温下,大多数稀土元素具有铁磁性,表现为类似于诸如Fe、Co、Ni等物质,磁化率可达10^+3次方数量级.铁磁性物质即使在较弱的磁场内,也可得到极高的磁化强度,而且当外磁场移去后,仍可保留极强的磁性.其磁化率为正值,但当外场增大时,由于磁化强度迅速达到饱和,其H变小.铁磁性物质具有很强的磁性,主要起因于它们具有很强的内部交换场.铁磁物质的交换能为正值,而且较大,使得相邻原子的磁矩平行取向（相应于稳定状态）,在物质内部形成许多小区域——磁畴.每个磁畴大约有1015个原子.这些原子的磁矩沿同一方向排列,假设晶体内部存在很强的称为“分子场”的内场,“分子场”足以使每个磁畴自动磁化达饱和状态.这种自生的磁化强度叫自发磁化强度.由于它的存在,铁磁物质能在弱磁场下强列地磁化.因此自发磁化是铁磁物质的基本特征,也是铁磁物质和顺磁物质的区别所在.铁磁体的铁磁性只在某一温度以下才表现出来,超过这一温度,由于物质内部热骚动破坏电子自旋磁矩的平行取向,因而自发磁化强度变为0,铁磁性消失.这一温度称为居里点 .在居里点以上,材料表现为强顺磁性,其磁化率与温度的关系服从居里——外斯定律.
稀土与3d过渡族金属Fe\Co\Ni等可形成3d-4f二元系化合物,它们大多具有较强的铁磁性,是稀土永磁材料的主要组成相,例如SmCo5,Sm2Co17.再加入第三个或更多的元素,则可形成三元和多元化合物,有的也具有铁磁性,如Nd2Fe14B,是钕铁硼的基础相.