Curie temperatur

Den materialspesifikke Curie-temperaturen eller (ifølge Pierre Curie ) beskriver temperaturen der de ferromagnetiske eller ferroelektriske egenskapene til et materiale har forsvunnet helt, slik at de ovenfor bare er paramagnetiske eller paraelektriske . ${\ displaystyle T _ {\ rm {C}}}$${\ displaystyle \ vartheta _ {\ rm {C}}}$

Skje

Curie-temperaturen markerer den reversible faseovergangen av ferromagnetiske eller ferrimagnetiske materialer til deres paramagnetiske form ved høy temperatur:

• Over Curie-temperaturen forsvinner (spontan eller retningsbestemt) magnetisering av krystallområder .
• Under denne temperaturen gjenvinner materialene sine magnetiske egenskaper, dvs. H. Uten et eksternt magnetfelt er det en spontan magnetisering av Weiss-områdene .

Materialer kan bare brukes som magnetiske materialer godt under Curie-temperaturen .

Curie-temperaturen til noen typiske magnetmaterialer er:

Magnetisk materiale	${\ displaystyle \ vartheta _ {\ rm {C}}}$	${\ displaystyle T _ {\ rm {C}}}$
Kobolt	1150 ° C	1423  K
jern	768 ° C	1041 K
nikkel	360 ° C	633 K
Gadolinium	19,3 ° C	292,5 K
Feritter (avhengig av sammensetning)	100 ... 460 ° C	370… 730 K

Når det gjelder antiferromagnetiske stoffer, skjer den tilsvarende faseovergangen ved Néel-temperaturen . ${\ displaystyle T _ {\ text {N}}}$

Den polariseringen av en permanentmagnet forsvinner irreversibelt allerede er godt under Curie-temperaturen , ettersom en makroskopisk ensartet orientering av Weiss domenene er termodynamisk ustabil.

Polariserte og upolariserte ferroelektriske stoffer viser også en analog oppførsel når de blir oppvarmet og når de går over til den paraelektriske fasen . Dette er årsaken til de noen ganger ganske lave driftstemperaturene til ferroelektriske materialer for kondensatorer og piezoaktuatorer .

Oppførsel over Curie-temperaturen

Den magnetiske følsomheten følger Curie-Weiss-loven til en god tilnærming over Curie-temperaturen :

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

med Curie-konstanten . Et analogt forhold gjelder også den elektriske følsomheten i ferroelektriske produkter. ${\ displaystyle C}$

Viktighet og bruksområder

Datalagring

I magneto-optiske lagringsmedier varmes det magnetiske laget punktvis opp til Curie-temperaturen av en laser for å slette eksisterende informasjon og skrive nye data. Magnetiseringen er "frossen" når den avkjøles.
Oppvarming av konvensjonelle ( ikke- magneto-optiske) harddisker over Curie-temperaturen sikrer en fullstendig sletting av dataene som er lagret på diskoverflaten gjennom rest . Imidlertid brukes denne teknikken stort sett bare for topphemmelige data.

Termostat i "Magnastat" loddejern

Noen typer loddejern fra produsenten Weller Tools er utstyrt med en såkalt Magnastat temperaturregulator. En sensor laget av en ferromagnetisk legering er festet til loddespissen . Så lenge loddespissen ikke er varm nok, er sensoren ferromagnetisk. Dette lukker en bryter som drives av en permanent magnet og slår på varmeelementet. Så snart loddespissen er varm nok, mister sensoren de ferromagnetiske egenskapene, slik at bryteren åpnes. Strømmen forblir avbrutt til sensoren på loddespissen blir ferromagnetisk igjen på grunn av avkjøling, tiltrekker seg permanentmagneten og lukker dermed bryteren. Temperaturer kan velges ved å endre loddespissene eller en adapter for loddetips, hvis sensorer er laget av forskjellige legeringer; Det er fem forskjellige temperaturer mellom 260 ° C og 480 ° C å velge mellom.

Paleomagnetisme

Varm lava som kommer fra det indre av jorden har en temperatur over Curie-temperaturen. Når det stivner, jern inneholder mineraler krystalliserer ut “fryse” den rådende magnetfelt. Vanligvis er dette jordens naturlige magnetfelt . På denne måten kan det oppdages svingninger og polare reverseringer i løpet av jordens historie .

geofysikk

Siden, med økende dybde i det indre av jorden, snart temperaturer er nådd som er over Curie-temperaturene, kan ikke jordens magnetfelt skapes av en permanent magnet i midten av jorden. Den tilsvarende dybden under jordoverflaten kalles Curie- dybden. Avhengig av sammensetningen oppnås denne temperaturen i den kontinentale skorpen på en dybde på rundt 20 km, i havskorpen på mye grunnere dyp.

Ferritkjerner

Ferritkjerner , inkludert for å bytte strømforsyning - veksler , like under de ganske lave Curie-temperaturene viser en sterk endring av permeabiliteten ; den stiger først, bare for å falle bratt når temperaturen stiger ytterligere. Denne temperaturen må derfor ikke oppnås under drift. Imidlertid har kjernetap ofte et minimum i området 100 ° C, slik at ytterligere oppvarming under drift er begrenset.

litteratur

• Horst Stöcker: Pocket book of physics . 4. utgave. Verlag Harry Deutsch, Frankfurt am Main 2000, ISBN 3-8171-1628-4
• Hans Fischer: Materialer i elektroteknikk . 2. utgave. Carl Hanser Verlag, München / Wien 1982 ISBN 3-446-13553-7
• Werner Schröter, Karl-Heinz Lautenschläger, Hildegard Bibrack: Pocket book of chemistry . 9. utgave. Verlag Harry Deutsch, Frankfurt am Main 1981, ISBN 3-87144-308-5

Individuelle bevis

1. ^ AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Lærebok for uorganisk kjemi . 102. utgave. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 , s. 1682.
2. ↑ C. Rau, S. Eichner: Bevis for ferromagnetisk orden på gadoliniumoverflater over bulk Curie-temperaturen . I: Physical Review B . teip 34 , nei. 9. november 1986, s. 6347-6350 , doi : 10.1103 / PhysRevB.34.6347 . 
3. ↑ Bruksanvisning Weller Magnastat loddejern side 1.1 (i PDF side 4) ( Memento fra 4. februar 2016 i Internet Archive ).
4. ↑ Loddetips> PT> Adapter , online katalog fra Weller Tools.
5. ^ Lexicon of Geosciences , åpnet 28. september 2016.