Ferromagnetismi

Ferromagnetismi on arkipäiväisessä elämässä tunnetuin magneettisuuden muoto. Ferromagneettisista aineista voidaan tehdä esimerkiksi kestomagneetteja. Ferromagneettinen aine voi siis toimia magneettina ja sillä on aina magnetoituma, vaikka se ei ole magneettikentässä. Ferromagneettisuus johtuu aineen pysyvien magneettisten dipolien spontaanista järjestäytymisestä.Hook & Hall, pp. 219

Tavallisissa lämpötiloissa ferromagneettisia aineita ovat rauta, koboltti ja nikkeli, niitä sisältävät metalliseokset sekä useat raudan yhdisteet. Mangaani ei sellaisenaan ole ferromagneettista, mutta muodostaa useiden muiden metallien kanssa ferromagneettisia seoksia.

Ulospäin ferromagneettinen aine ei välttämättä vaikuta magneettiselta. Esimerkiksi rauta on ferromagneettista, mutta yleensä rautakappaleiden välillä ei ole magneettista vuorovaikutusta eli ne eivät vedä toisiaan puoleensa tai hylji toisiaan. Kun lähelle rautaista kappaletta tuodaan magneettikenttä eli esimerkiksi jääkaappimagneetti, raudan magneettiset momentit järjestäytyvät magneettikentän suuntaisesti ja yhtäkkiä magneetti ja rautakappale alkavat vetää toisiaan puoleensa. Ennen magneettikentän tuomista kappaleen lähelle magneettiset momentit olivat järjestäytyneinä alueisiin, joiden yhteenlaskettu magneettikenttä kumoutuu kappaleen ulkopuolella lähes kokonaan. Alueita erottavat niin kutsutut Blochin seinämänt. Kun kappale viedään ulkoiseen magneettikenttään, ne alueet, joiden magneettiset momentit ovat samaan suuntaan kuin ulkoinen magneettikenttä, alkavat kasvaa ja näin kappaleen ulkoinen magnetoituma kasvaa kunnes magneettikentän kanssa yhdensuuntaisten momenttien alue on kasvanut koko kappaleen kokoiseksi ja magnetoituma ei voi enää kasvaa. Tämä selittää ferromagneettisten aineiden magnetisaatiokäyrä muodon.Hook & Hall, pp. 246 - 256.

Kaikilla ferromagneettisilla aineilla on niille ominainen lämpötila, jonka yläpuolella ne menettävät ferromagneettiset ominaisuutensa ja muuttuvat paramagneettisiksi. Tätä lämpötilaa kutsutaan Curien lämpötilaksi. Kaikkien muidenkin aineiden tavoin myös ferromagneettiset aineet ovat aina lisäksi diamagneettisia. Diamagneettisuus on kuitenkin niin heikko ilmiö verrattuna ferromagneettisuuteen, ettei sitä voida havaita, jos aine on myös ferromagneettinen. Ferromagnetismin kanssa samantyyppisiä magneettisuuden tyyppejä ovat antiferromagnetismi ja ferrimagnetismi.

Katso myös

• Magnetostriktiivisyys

Lähteet

Viitteet