Температура Кюри

Специфическая для материала температура Кюри или (согласно Пьеру Кюри ) описывает температуру, при которой ферромагнитные или сегнетоэлектрические свойства материала полностью исчезают, так что выше они являются только парамагнитными или параэлектрическими . ${\ displaystyle T _ {\ rm {C}}}$${\ displaystyle \ vartheta _ {\ rm {C}}}$

Происходить

Температура Кюри отмечает обратимый фазовый переход ферромагнитных или ферримагнитных материалов в их парамагнитную высокотемпературную форму:

• Выше температуры Кюри (спонтанная или направленная) намагниченность из кристаллических областей исчезает .
• Ниже этой температуры материалы восстанавливают свои магнитные свойства, т.е. ЧАС. Без внешнего магнитного поля происходит самопроизвольное намагничивание областей Вейсса .

Материалы могут использоваться в качестве магнитных только при температуре ниже их температуры Кюри .

Температура Кюри некоторых типичных магнитных материалов составляет:

Магнитный материал	${\ displaystyle \ vartheta _ {\ rm {C}}}$	${\ displaystyle T _ {\ rm {C}}}$
Кобальт	1150 ° С	1423  К
утюг	768 ° С	1041 К
никель	360 ° С	633 К
Гадолиний	19,3 ° С	292,5 тыс.
Ферриты (в зависимости от состава)	100 ... 460 ° С	370… 730 К

В случае антиферромагнетиков соответствующий фазовый переход происходит при температуре Нееля . ${\ displaystyle T _ {\ text {N}}}$

Поляризация в постоянном магните исчезает безвозвратно значительно ниже температур Кюри , так как макроскопический однородная ориентация Weiss доменов термодинамический неустойчива.

Поляризованные и неполяризованные сегнетоэлектрики также демонстрируют аналогичное поведение при нагревании и переходе в параэлектрическую фазу . Это причина иногда довольно низких рабочих температур сегнетоэлектрических материалов для конденсаторов и пьезоприводов .

Поведение выше температуры Кюри

Магнитная восприимчивость следует закону Кюри-Вейсса с хорошим приближением выше температуры Кюри :

${\ displaystyle \ chi = {\ frac {C} {T-T _ {\ mathrm {C}}}}}$

с постоянной Кюри . Аналогичное соотношение применимо и к электрической восприимчивости в сегнетоэлектриках. ${\ displaystyle C}$

Важность и использование

Хранилище данных

В магнитооптических носителях информации магнитный слой точечно нагревается до температуры Кюри с помощью лазера , чтобы стереть существующую информацию и записать новые данные. При остывании намагниченность «замораживается».
Нагревание обычные ( не- магнито-оптических) жестких дисков выше температуры Кюри обеспечивает полное стирание данных , хранящихся на поверхности диска через остаточной намагниченности . Однако этот метод в основном используется только для сверхсекретных данных.

Термостат в паяльнике "Магнастат".

Некоторые виды паяльников от производителя Weller Tools оснащены так называемым терморегулятором Magnastat. Датчик выполнен из ферромагнитного сплава прикреплен к жала . Пока жало паяльника недостаточно горячее, датчик является ферромагнитным. Это замыкает переключатель, управляемый постоянным магнитом, и включает нагревательный элемент. Как только жало паяльника становится достаточно горячим, датчик теряет свои ферромагнитные свойства, в результате чего размыкается переключатель. Ток остается прерванным, пока датчик на жало паяльника снова не станет ферромагнитным из-за охлаждения, не притянет постоянный магнит и, таким образом, не замкнет переключатель. Температуру можно выбирать, меняя паяльные жала или переходник для паяльника, датчики которого изготовлены из разных сплавов; На выбор предлагается пять различных температур от 260 ° C до 480 ° C.

Палеомагнетизм

Горячая лава, выходящая из недр земли, имеет температуру выше температуры Кюри. Когда он затвердевает, железо- , содержащие минералы , кристаллизующимся из «заморозить» преобладающее магнитное поле. Обычно это естественное магнитное поле Земли . Таким образом можно обнаружить колебания и смену полярности в ходе истории Земли .

геофизика

Поскольку с увеличением глубины недр Земли вскоре достигаются температуры, превышающие температуры Кюри, магнитное поле Земли не может быть создано постоянным магнитом в центре Земли. Соответствующая глубина под поверхностью Земли, называется кюри глубины. В континентальной коре , в зависимости от состава, эта температура достигается на глубине около 20 км, в океанической коре - на гораздо меньшей глубине.

Ферритовые сердечники

Ферритовые сердечники , в том числе для импульсного источника питания - теплообменник , чуть ниже довольно низких температур Кюри наблюдается сильное изменение проницаемости ; она сначала поднимается, а по мере дальнейшего повышения температуры резко падает. Следовательно, эта температура не должна достигаться во время работы. Однако часто потери в сердечнике имеют минимум в районе 100 ° C, так что дальнейший нагрев во время работы ограничен.

литература

• Хорст Штёкер: Карманный справочник по физике . 4-е издание. Verlag Harry Deutsch, Франкфурт-на-Майне 2000, ISBN 3-8171-1628-4
• Ганс Фишер: Материалы в электротехнике . 2-е издание. Карл Хансер Верлаг, Мюнхен / Вена 1982 ISBN 3-446-13553-7
• Вернер Шретер, Карл-Хайнц Лаутеншлегер, Хильдегард Бибрак: Карманный справочник по химии . 9-е издание. Verlag Harry Deutsch, Франкфурт-на-Майне 1981, ISBN 3-87144-308-5

Индивидуальные доказательства

1. ^ А. Ф. Holleman , Е. Wiberg , Н. Wiberg : Учебник неорганической химии . 102-е издание. Вальтер де Грюйтер, Берлин 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 , стр. 1682.
2. ↑ К. Рау, С. Эйхнер: Доказательства ферромагнитного порядка на поверхности гадолиния выше объемной температуры Кюри . В: Physical Review B . Лента 34 , нет. 9 ноября 1986 г., стр. 6347-6350 , DOI : 10,1103 / PhysRevB.34.6347 . 
3. ↑ Инструкция по эксплуатации паяльника Weller Magnastat стр. 1.1 (в PDF стр. 4) ( Памятка от 4 февраля 2016 г. в Интернет-архиве ).
4. ↑ Жалам для пайки> PT> Адаптер , онлайн-каталог Weller Tools.
5. ↑ Lexicon of Geosciences , доступ 28 сентября 2016 г.