1.Scopul lucrăriiPeste o anumitå temperaturå, substantele devin paramagnetice, adicå ordinea magneticå

dispare. Scopul lucrårii este determinarea acestei temperaturi, numitå Temperatura Curie feromagneticå

2. Teoria lucrării

În cazul materialelor magnetice, existå douå tipuri de magnetizatii: magnetizatie permanentå, dacå materialul este magnetizat intrinsec, indiferent de prezenta unui câmp magnetic extern si magnetiza¡te temporarå, dacå materialul capåtå proprietåti magnetice sub actiunea câmpului magnetic extern.

Dupå forma legii de magnetizatie temporarå existå douå tipuri de materiale magnetice:

a) Materiale magnetice liniare, pentru care unde este o constantå de material, numitå

susceptivitate magneticå. Din aceastå categorie fac parte:

a1 ) materialele magnetice, care au susceptivitatea magneticå foarte micå, negativå si practic independentå de temperaturå.

a2 ) materialele paramagnetice, care au . Acestea sunt substante la care atomii au momente magnetice nenule, care în mod natural sunt orientate haotic, datoritå agitatiei termice. Un câmp magnetic exteren le poate orienta partial în sensul lui, corpul magnetizându-se, înså foarte slab. La temperaturi înalte si pentru câmpuri de intensitate micå, susceptivitatea magneticå satisface legea lui Curie :

b) Materiale magnetice neliniare, pentru care susceptivitatea depinde de intensitatea câmpului magnetic. Din aceastå categorie fac parte materialele feromagnetice, ferimagnetice si antiferomagnetice.

b1 ) Feromagnetismul este caracterizat de o susceptivitate magneticå pozitivå foarte mare,

dependentå de câmpul magnetic. Curba de magnetizare se numeste în acest caz curbå (ciclu) de

histerezis si este caracterizatå de urmåtoarele mårimi : Hc - câmp coercitiv; Br - inductie remanentå; BS -

inductie de saturatie.

Teoria lui Weiss explicå feromagnetismul prin existenta unor interactii de naturå cuanticå (for¡e de schimb) între momentele magnetice de spin ale atomilor, interactii care conduc la aparitia unor regiuni de magnetizare spontanå, numite domenii. În interiorul unui astfel de domeniu, momentele magnetice atomice sunt orientate paralel dar magnetizarea spontanå este orientatå diferit de la un domeniu la altul, asa încât momentul magnetic rezultant este nul. Când materialul feromagnetic este plasat într-un câmp magnetic, se reduce volumul domeniilor cu magnetizarea orientatå nefavorabil si creste volumul domeniilor cu magnetizarea orientatå aproape paralel cu câmpul extern. Vibratiile termice ale atomilor se opun actiunii de orientare si peste o anumitå temperaturå, caracteristicå fiecårei substante, domeniile de magnetizare spontanå dispar, corpul transformându-se din feromagnet în paramagnet. Aceastå temperaturå se numeste punctul Curie si este de 7700 C pentru fier, 11150 C pentru cobalt si 3580 C pentru nichel. Pentru substan¡ele feromagnetice, dependenta susceptivitåtii de temperaturå în domeniul paramagnetic este datå de legea Curie-Weiss:

unde constanta Curie C si temperatura Curie Tc , sunt constante de materiale.

b2) Ferimagnetismul se aseamånå cu ferimagnetismul si este caracteristic substantelor numite ferite, a cåror formulå generalå este MeO.Fe2O3, unde Me este un metal bivalent. Se considerå cå ionii metalului si cei ai fierului sunt distribuiti pe douå subretele în cristalul macroscopic. Într-un domeniu de magnetizare spontanå, cele douå subretele au momentele magnetice orientate antiparalel (fig.2); momentele magnetice ale celor douå subretele nu sunt egale, astfel încât rezultanta lor este diferitå de zero.

3.Descrierea instalaţiei experimental

Pentru determinarea punctului Curie se foloseşte montajul prezentat în fig.3

Unde:1. Suport de lemn2. Pendul pentru sustinerea magnetului3. Bloc BCA4. Transformator 5. Rezistenta Nichelina6. Placa material feromagnetic7. Magnet permanent de mici dimensiuni

Montajul consta intr-un suport de lemn pe care exista atasat un bloc de BCA in interiorul caruia a fost montata o rezistenta de nichelina conectata la un transformator. Deasupra rezistentei se gaseste fixata placuta metalica ce urmeaza a fi studiata. De un pendul este suspendat un magnet permanent.

4. Modul de lucru si Interpretarea datelor

Se alimenteaza la transformator prin cresterea succesiva a tensiunii electrice pana la o valoare de 80 V. Cu ajutorul indicatorului termocuplului se urmareste cresterea temperaturii,cand se ajunge la o valoare de 600°C se observa ca materialul isi pierde proprietatile magnetice si magnetul se desprinde de pe suprafata placutei. In acest moment materialul studiat devine paramagnetic. Se observa reversibilitatea procesului astfel ca o data cu scaderea temperaturii magnetul atrage din nou placuta.

5. Concluzii

La o temperatură, caracteristica fiecarui material, numită temperatură Curie, mişcarea de agitaţie termică a atomilor este suficient de intensă pentru a domina interacţiunea de schimb şi a distruge orientarea paralelă a momentelor magnetice din interiorul domeniilor ; domeniile de magnetizare spontană dispar şi subsţanta capătă comportare paramagnetică. Temperatura Curie a unui material feromagnetic este temperatura la care materialul trece din faza feromagnetică în faza paramagnetică şi invers.

2

Valoarea determinata in cadrul acestui experiment este de 600°C. In urma unei analize ulterioare s-a stabilit compozitia chimica a materialului cu ajutorul Spectrometrului cu arc electric. S-a determinat o concentratie de Fe de 99,3%. In ciuda concetratiei mari in Fe, punctul Curie determinat in cadrul acestui laborator a fost mai scazut decat temperatura Curie standard a Fe = 770°C din cauza pozitionarii termocuplului,departe de punctul de contact dintre magnet si materialul de studiat, precum si a prezentei impuritatilor in compozitia chimica a materialului care a influentat determinarea.

3