Ferromagnetisme er en vanlig form for magnetisme som kjennetegnes av at stoffet fremviser en spontan magnetisering under bestemte forhold, slik som ved tilstrekkelig lav temperatur.
ferromagnetisme
Illustrasjon av ulike typer magnetisk orden. For en gitt type orden, eksisterer en kollektiv innretting av atomers spinn og magnetiske moment i krystallgitre. I ferromagnetiske stoffer (a) har man en gitterstruktur hvor alle atomene innretter seg parallelt innen et doméne. I anti-ferromagnetiske stoffer (b) har man to, hva magnetiske egenskaper angår, like gitre som er motsatt rettet og derfor helt opphever hverandres virkninger. I ferrimagnetiske stoffer (c) har man to magnetisk sett forskjellige gitre som delvis opphever hverandres virkninger.
Fysisk opphav
Det fysiske opphavet til ferromagnetisme er at majoriteten av elektron-spinn i et materiale retter seg inn langs en felles akse. Dette kommer i sin tur av Coulomb-vekselvirkningen mellom elektroner og Pauli-prinsippet for elektroner, som under bestemte omstendigheter favoriserer at spinnene peker i samme retning rent energetisk. Magnetisk dipol-dipol vekselvirkning er en mye svakere effekt som ikke kan gi opphav til noen betydelig verdi for Curie-temperaturen.
Ferromagnetiske stoffer er typisk karakterisert ved en relativ permeabilitet som er mye større enn 1 (helt opp til 106). Ved oppvarming forsvinner den ferromagnetiske egenskap, og stoffet blir paramagnetisk. Dette inntreffer når temperaturen blir lik stoffets Curie-temperatur (Tc). Ved avkjøling under Curie-temperaturen blir stoffet igjen ferromagnetisk.
Forekomst
Ved romtemperatur er bare tre grunnstoffer ferromagnetiske: jern (Fe), kobolt (Co) og nikkel (Ni). Disse har plass ved siden av hverandre i grunnstoffenes periodesystem og er karakterisert ved at atomenes 3d-skall er delvis fylt med elektroner. Den magnetiske egenskap skyldes disse elektronene.
To av de sjeldne jordartsgrunnstoffene, gadolinium (Gd) og dysprosium (Dy), er også svakt ferromagnetiske med Curie-temperatur på henholdsvis 16 °C og −192 °C. For disse stoffene tilskrives magnetismen elektronene i et delvis fylt 4f-skall.
Mange legeringer og kjemiske forbindelser er også ferromagnetiske. Enkelte legeringer hvor det ikke inngår noe ferromagnetisk stoff, spesielt noen manganlegeringer, er likevel ferromagnetiske.
Anvendelser
Ferromagnetiske materialer er sentrale i moderne teknologi og benyttes blant annet i elektriske motorer, høyttalere, transformatorer og generatorer. Ferromagneter brukes også til magnetisk lagring av informasjon i datamaskiner.
Les mer i Store norske leksikon
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.