居里温度.doc

摘要:本文中我们简单阐述了居里温度的物理意义,展示了相应的一些实验测量方法。此外,我们利用钙钛矿锰氧化物样品,在不同实验条件下的居里温度。最后我们对本实验进行了适当的讨论、提出了我们的感想。关键词:居里温度,钙钛矿锰氧化物,磁化强度,,磁性材料的自发磁化来自磁性电子间的交换作用。在磁性材料内部,交换作用总是力图使原子磁矩呈有序排列:平行取向或反平行取向。平行取向一般出现在铁磁性材料中,而反平行取向一般出现在铁氧体等亚铁磁性材料中。但是,随着温度升高,原子热运动能量增大,逐步破坏磁性材料内部的原子磁矩的有序排列,当升高到一定温度时,热运动能和交换作用能量相等,原子磁矩的有序排列不复存在,强磁性消失,材料呈现顺磁性,我们称此时的温度为居里温度。因此,居里温度指的是铁磁性或亚铁磁性状态转变为顺磁性状态的临界温度。但是实际情况中由于在转变点附近磁性很弱,因此在有些场合,我们也将强磁性材料的磁化强度随着温度的升高降为零的温度看成是居里温度。不同材料的居里温度是不同的。材料居里温度的高低反映了材料内部磁性原子之间的直接交换作用、超交换作用、双交换作用。因此,深入研究和测定材料的居里温度有着重要意义。。常用的测量方法有以下几种:(1)通过测量材料的饱和磁化强度的温度依赖性得到曲线,从而得到降为零时对应的居里温度。这种方法适用于那些可以用来在变温条件下直接测量样品饱和磁化强度的装置,例如磁天平、振动样品磁强计以及等。(2)通过测定样品材料在弱磁场下的初始磁导率的温度依赖性,利用霍普金森效应,确定居里温度。(3)通过测量其他磁学量(如磁致伸缩系数等)的温度依赖性求得居里温度。(4)通过测定一些非磁学量如比热、电阻温度系数、热电势等随温度的变化,随后根据这些非磁学量在居里温度附近的反常转折点来确定居里温度。(R是二价稀土金属离子,为一价碱土金属离子)的一大类具有型钙钛矿结构的锰氧化物。理想的型(为稀土或碱土金属离子,为离子)钙钛矿具有空间群为的立方结构,如以稀土离子作为立方晶格的顶点,则离子和离子分别处在体心和面心的位置,同时,离子又位于六个氧离子组成的八面体的重心,如图1(a)所示。图1(b)则是以离子为立方晶格顶点的结构图。一般,把稀土离子和碱土金属离子占据的晶位称为位,而离子占据的晶位称为位。图1钙钛矿结构这些钙钛矿锰氧化物的母本氧化物是La,Mn离子为正二价,这是一种显示反铁磁性的绝缘体,呈理想的钙钛矿结构。早在20世纪50—60年代,人们已经发现,如果用二价碱土金属离子(Sr、Ca、Pb等)部分取代三价稀土离子,Mn离子将处于/混合价状态,于是,通过和离子之间的双交换作用,在一定温度(Tp)以下、将同时出现绝缘体—金属转变和顺磁性—铁磁性转变。随着含Sr量的增加,锰氧化物的R—T曲线形状发生明显变化。。测试线圈由匝数和形状相同的探测线圈组A和补偿线圈组B组成。样品和热电偶置于其中一个石英管A中,另一个线圈组是作为补偿线圈引入的,以消除变温过程中因线圈阻抗发生的变化而造成测试误差。由于两个线圈组的次级是反图2串联相接的,因此其感生电动势是相互抵消的。在温度低于时,位于探测线