8-ma’ruza: Ferrimagnetiklar. Ferrit shpinellar va granatlar. Ferrimagnetiklar uchun Neyl nazariyasi.
Ferrimagnetizm umumiyroq magnit holatdir. Bu holda ikkala panjara ham turli xil atom magnit momentiga ega bo‘ladi: kompensasiya bo‘lmaydi va ferromagnetizmdagi singari spontan magnitlanish mavjud bo‘ladi. Bu spontan magnitlanish ham ma’lum bir temperaturada yo‘qoladi, bu temperatura Kyuri temperaturasi deb aytiladi. Ferromagnit moddalarning eng muhim sinfi bu ferritlardir. MnO-Fe2O3 , bular ichida FeO-Fe2O3-magetin qadimdan o‘zining ferromagnit xossasi bilan ma’lum.
Hozirgi vaqtda magnetiklarning soni 14 ta turi mavjud . Eng keyingi turlari amorf magnit materiallarda aniqlandi. Bular: superparamagnetizm, spin shisha, speromagnetizm, sperimagnetizm, asperomagnetizm va h.k.
Ferrit shpinellar miNerali strukturasi kabi kristallangan. Ferrit shpinellarning umumiy formulasini ko’rinishida yozish mumkin: bu yerda M- ikki valentli metall ionlari , , , , , va h.k. Kristall tuzilishi zich sharsimon kislorod atomlari bilan o’ralgan yoqlari markazlashgan kubdan iboratdir. Bunday sharsimon o’ralgan tugunlararo panjara ikki tipga bo’linadi: qirralarida kislorod ionlari bo’lgan tetraedrik va markazida kislorod ioni bo’lgan oktaerik panjaralar. Tetraedr tugunlari soni zich o’ralgan tugunlar (kislorod misolida) dan ikki marta ko’p, oktaedr esa ikki marta kam. 3 – rasmda shpinel strukturali elementar yacheyka keltirilgan. Bu yerda barcha atomlar ko’rsatilmagan, ammo almashish o’zaro ta’sir qiymatini ko’rish uchun muhim bo’lgan bir-biriga qo’shni bo’lgan oktaedr va tetraedr Belgilangan. Deyarli barcha shpinel Ferritlar kub kristall panjaraga ega bo’lib, fazoviy guruhga tegishli. Elementar yacheykaning o’lchami . Tetraedr markazida 8 ta metall ionlari pozisiyani egallaydi, oktaedrda 16 ta metall ionlar pozisiyada va 32 ta kislorod ionlari esa pozisiyada joylashadi. Bundan Keyin Tetraedrik holat odatda A panjara, oktaedrik esa B panjara deb olamiz.
3 – rasm. ShpiNel strukturali ferritning elementar yacheykasi. Katta sharlar kislorod ionlari, kichik sharlar Tetraedr tugundagi metall ionlari, qora rangdagi sharlar oktaedr tugunlarida joylashgan metall ionlari. Tetraedr va oktaedrda metall ionlarining joylashishi bo’yicha shpinel Ferritlarini 3 guruhga bo’lish mumkin:
Normal shpinel – barcha ikki valentli metall ionlari Tetraedrda, uch valentli metall ionlari esa oktaedrda joylashadi. Bunday joylashishni ko’rinishda yozish mumkin. Normal shpinelli ferritlarga va va larni misol qilib ko’rsatish mumkin. (paramagnit shpinellar)
Keltirilgan (tartiblangan) shpinellar – barcha 2 valentli ionlar oktaedrda holatda joylashadi, 3 – valentli ionlarning birinchi yarmi oktaedr holatda, ikkinchi yarmi tetraedrda joylashadi. Umumiy formulasini ko’rinishda yozish mumkin. Keltirilgan (tartiblangan) shpinellarga , , , bundan tashqari larni misol qilish mumkin. (ferromagnit shpinellar)
Tartiblanmagan shpinellar – 2 va 3 valentli metall ionlari Tetraedr va oktaedrda ixtiyoriy holatda taqsimlanadi. . Tartibsiz shpinelga .
Keltirilgan (tartiblangan) shpinel oktaedrida turli valentli ionlar obdatda ehtimolli taqsimlanadi, ba’zi holatlarda ma’lum temPeraturalarda ularda tartiblanish kuzatiladi masalan litiy Ferritlarida 1000 K past temPeraturalarda litiy va temir ionlari uzoq tartib hosil qiladi.
Magnetitda 115 K dan kichik Temperaturalarda va ionlari tartiblanishi kuzatiladi. Uzoq vaqtlar magnetitning magnitlanish qiymati noma’lumligicha qoldi. Agar 2 valentli temir ionining magnit momenti va 3 valentli Temir ionining magnit momenti Tengligini hamda ularning yo’nalishi parallelligini hisobga olib formulaga birligiga to’g’ri Keluvchi magnit momenti hisoblanganda ga teng bo’lishi kerak edi. Haqiqatda esa magnetitning magnit momenti . Neyelning fikriga ko’ra oktaedr va tetraedrda joylashgan ionlarning magnit momentlarni antiparalLel yo’nalgan, shuning uchun ioni magnit momentlari oktaedr va Tetraedrda bir-birini komPensasiyalaydi. Natijada magnitlanish ionlarining magnit momentlari yig’indisidan iborat bo’ladi va buni tajribalari ham tasdiqladi. Magnit tartiblanishni hisobga olib umumiy formulani quyidagi yozish mumkin . Sxematik ko’rinishi 4 – rasmda keltirilgan.
4 – rasm. MagNetitning eLeMentar yacheykasida temir atomlari magnit momentlarining yo’nalishi.
Shunday qilib, magnit sistema 2 ta kolliNear, ammo ekvivalent bo’lmagan tetraedr va oktaerik magnit panjarachalardan iborat. Bu magnit panajarachalar spontan magnitlanishga ega. Bunday magnit tartiblanishni Nell FerrimagNetizm deb nomladi.
