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稀土元素中哪些有磁性

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稀土元素中哪些有磁性_第1页
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稀土金属的某些物理特性原子序数元素原子量离子半径(埃)密度(克/厘米3)熔度(°C)沸点(C)氧化物熔点(C)比电阻欧姆•厘米X10657La138.921.226.19920±54230231556.858Ce140.131.186.768804±52930195075.359Pr140.921.166.769935±5302025006860Nd144.271.157.0071024±53180227064.361Pm1471.14—————62SM150.351.137.5041052±5163023508863Eu1521.135.166826±101490205081.364Gd157.261.117.8681350±2027302350140.565Tb158.931.098.253133625302387—66Dy162.511.078.5651485±20233023405667Ho164.941.058.7991490233023608768Er167.271.049.0581500〜15502630235510769Tm168.941.049.3181500〜1600213024007970Yb173.0416.959824±5153023462771Lu174.990.999.8491650〜1750193024007921Sc44.970.832.9951550〜16002750——39Y88.921.064.472155230302680—稀土元素中哪些有磁性?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,Dg,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O,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一一外斯定律稀土与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。

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