فريمغناطيسية

فريمغناطيسية في الفيزياء (بالإنجليزية: Ferrimagnetism)‏ هي خاصية في المادة يترتب فيها العزم المغناطيسي لذرات تشغل الشبكة البلورية بحيث تكون معاكسة لذرات أخرى تشغل مواقع تحتية في الشبكة البلورية للمادة. وتشابه الفريمغناطيسية المغناطيسية المضادة من حيث أن العزم المغناطيسي لنصف عدد الذرات في المادة يكون اتجاهه عكسيا بالنسبة لنصف عدد الذرات الأخرى ولكن عزومها المغناطيسية ليست متساوية بحيث تظهر للمادة مغناطيسية ذاتية. (في المغناطيسية المضادة يتساوى العزم المغناطيسي للذرات وتكون محصلة العزوم المتعاكسة صفرا، أي لا تكون المادة ذات مغناطيسية ذاتية).

الفريمغناطيسية ترتيب

وتوجد الفريمغناطيسية عندما تكون الذرات (أو الأيونات) التي تشغل الشبكة البلورية التحتية مختلفة عن نوع الذرات التي تشغل المواقع الأساسية في الشبكة البلورية. مثال على تلك الأيونات أيونات الحديد Fe2+ و Fe3+.

وتوجد ظاهرة الفريمغناطيسية في مادة الفريت الحديدية واللعل المغناطيسي. وكانت أقدم مادة تعرف بأنها فريمغناطيسية الماجنتيت وهي أكسيد الحديد (الثنائي والثلاثي) و Fe3O4. وكانت تلك المواد تعتبر من نوع مغناطيسية حديدية إلى أن اكتشف لويس نييل ظاهرة الفريمغناطيسية والمغناطيسية المضادة عام 1948. .[1]

تشابه مع المغناطيسية الحديدية

ينشأ العزم المغناطيسي في حبيبة المادة كمحصلة للعزوم المغناطيسية للذرات حيث تترتب العزوم موازية لبعضها البعض. ونظرا لكون الحبيبات المغناطيسية في المادة موزعة عشوائيا في جميع الاتجاهات فإن المادة لا تظهر مغناطيسيتها في الظروف العادية. وعندما توضع المادة في مجال مغناطيسي فإن العزم المغناطيسي لجميع الحبيبات يتخذ اتجاها موازيا للمجال المغناطيسي الخارجي. عندئذ تظهر مغناطيسية المادة ويبقى بعد اختفاء المجال المغناطيسي الخارجي (انظر الاستبقائيّة). وعندما تتعدى درجة حرارة المادة درجة حرارة كوري فإنها تفقد هذا الترتيب، وتظهر خاصية المغناطيسية المسايرة.

مواد فريمغناطيسية واستخدامها
صورة مكبرة لمغناطيسات الذواكر الرئيسية المغناطيسية للحاسوب، وتشبكها توصيلات كتابة/وقراءة

.

أكثر المواد استخداما من هذا النوع هي الفيريت التي يمكن اعتبارها ماجنتيت مع استبدال بعض أيونات الحديد الثنائية التكافؤ في بأيونات من مادة أخرى أيضا ثنائية التكافؤ مثل النحاس أو الزنك أو النيكل أو المغنسيوم أو المنجنيز أو مخلوط من تلك. فتكون أيونات الحديد الثلاثية التكافؤ مع الأيونات المضافة الثنائية التكافؤ بلورات تشترك في تكوينها ذرات الأكسجين.

ونظرا لكون المواد الفريتية من أكاسيد السيراميك ولها مقاومة كهربائية عالية تمنع التيارات الدوامية فهي تستخدم كثيرا كأجزاء مغناطيسية في نطاق التردد العالي. عندئذ فيختار منها أنواع تتميز بمنحنى استبقائية رفيع ذو مساحة ضيقة. بذلك يمكن خفض فاقد الاستبقائية الناتج عن التغير المستمر لاتجاه المغناطيسية في الترددات العالية.

وعند استخدام المواد الفريمغناطيسية كمغناطيسات ذاتية فلابد وأن تكون منحنى الاستبقائية لها في شكل متوازي الأضلاع. وتستخدم تلك المغناطيسات في مغناطيسات الالتصاق الصغيرة وفي مغناطيسات مكبر الصوت الكهربائية. وكانت تلك المغناطيسات تستخدم أيضا في الماضي في الذواكر الرئيسية المغناطيسية في الحاسوب.

جزيء فريمغناطيسي

تتواجد خاصية الفريمغناطيسية أيضا في جزيئات مغناطيسية. ومن تلك الجزيئات نوع من جزيئات المنجنيز له عزم مغزلي S = 10. وهو يتكون من أيونات منجنيز ثنائية التكافؤ وأخرى ثلاثية التكافؤ تحيط بأيون منجنيز رباعي التكافؤ (Mn(IV ويحدث بينهم تآثر مغناطيسية مضادة. [2]

المراجع
  1. L. Néel, Propriétées magnétiques des ferrites; Férrimagnétisme et antiferromagnétisme, Annales de Physique (Paris) 3, 137-198 (1948).
  2. R. Sessoli, D. Gatteschi, G. Christou, N. Hendrickson et al., J. Am. Chem. Soc., 1993, 115, 1804

اقرأ أيضا

وصلات خارجية
  • بوابة الفيزياء
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.