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justinzhao

荣誉版主 (职业作家)

[交流] 【求助】宏观的铁磁性相关的几个问题

1. 为什么有的Ni对磁铁有相应，有的没有呢？和晶相有关吗，还是和热处理有关？什么热处理或其他类型的操作可以转换这种磁性？

2. 不锈钢为什么没有铁磁性？不锈钢上生的锈又没有磁性？

3.还有什么平常见到或者用到的物质是铁磁性，我指对磁铁有响应。

4.铁磁性的东西，和顺磁，什么的物质结构怎么关系的？？好像很多物质都是电子结构顺磁，那为什么没有宏观的磁响应呢？

这个学的很晕，而且和现实的问题不能结合更晕。请大家不吝指点~~

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1楼 2011-03-10 22:31:46

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jszxfzw

银虫 (小有名气)

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justinzhao(金币+20): 先谢谢~~我仔细看看 2011-03-11 10:39:32

1、纯Ni是一种具有磁性的过渡金属。而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0，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——外斯定律。也就是说，材料的铁磁性是和材料的晶体结构有关；
2、其实只有少数不锈钢没有铁磁性，而是多数不锈钢有铁磁性。只是日常生活中由不锈钢制造的用品没有铁磁性，所以让你形成了这个印象。
所有的钢材，主要成分都是铁（Fe）。但是同时还包含许多其他元素，如锰、钼、镍、钛、碳、钒、铬、硅等等等等。
对于铁来说，它存在同素异构体，即在不同的温度下，铁的晶体结构是不同的，恰恰是由于这种晶体结构的不同造成它磁性的变化。简单讲，铁的晶体结构是体心立方结构（钢铁中称为铁素体时，通常室温下是这种结构）时，具有铁磁性；铁的晶体结构是面心立方结构（钢铁中称为奥氏体，通常高温下结构），就没有铁磁性。
有些不锈钢中，由于加入了上面所说的其它元素，使得它们在室温下也能够以奥氏体的状态稳定存在，所以表现出没有铁磁性。它们常常被称作奥氏体不锈钢。比如Ni作为合金元素加入钢铁中时，如果加入的量不够，而使常温下钢铁组织仍为体心立方结构，则材料仍具有铁磁性；如果加入的量能够使得它们在室温下也能够以奥氏体的状态稳定存在，则表现出没有铁磁性。它们常常被称作奥氏体不锈钢。
但是，还有大量其它类型的不锈钢是处于铁素体状态，那么它们就表现出铁磁性，它们在工业上大量的应用，比如被称为铁素体不锈钢的。
在一些日用品中，使用的不锈钢必须没有铁磁性，比如机械手表，它们采用的不锈钢表壳和表带，就不能有铁磁性，因为磁性会造成手表的机械零件磁化而不能正常工作。
在铁的氧化物中，Fe3O4本身具有磁性，而铁其它氧化具有铁磁性。
3、纯铁、钴、镍等及它们的某些合金均具有铁磁性。
4、铁磁性物质具有很强的铁磁性，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。

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