paramagnetism avser en egenskap hos vissa material som är svagt lockade till magnetfält. När de utsätts för ett yttre magnetfält bildas inre inducerade magnetfält i dessa material som är ordnade i samma riktning som det applicerade fältet. När det applicerade fältet har tagits bort förlorar materialen sin magnetism när termisk rörelse randomiserar elektronspinnorienteringen.
Material som visar paramagnetism kallas paramagnetiska. Vissa föreningar och de flesta kemiska element är paramagnetiska under vissa omständigheter. Verkliga paramagneter visar emellertid magnetisk känslighet enligt Curie- eller Curie-Weiss-lagarna och uppvisar paramagnetism över ett brett temperaturområde. Exempel på paramagneter inkluderar koordinationskomplex myoglobin, övergångsmetallkomplex, järnoxid (FeO) och syre (O2). Titan och aluminium är metalliska element som är paramagnetiska.
Superparamagneter är material som visar ett nettoparamagnetiskt svar, men ändå visar ferromagnetisk eller ferrimagnetisk ordning på mikroskopisk nivå. Dessa material följer Curie-lagen, men har ändå mycket stora Curie-konstanter.
ferrofluider är ett exempel på superparamagneter. Fasta superparamagneter kallas också miktomagneter. Legeringen AuFe (guldjärn) är ett exempel på en mictomagnet. De ferromagnetiskt kopplade klustren i legeringen fryser under en viss temperatur.Hur Paramagnetism fungerar
Paramagnetism är resultatet av minst en oparad elektron snurr i ett materials atomer eller molekyler. Med andra ord, allt material som har atomer med ofullständigt fyllda atombanor är paramagnetiskt. Snurret på de oparade elektronerna ger dem ett magnetiskt dipolmoment. I princip fungerar varje oparad elektron som en liten magnet i materialet. När ett yttre magnetfält appliceras, justeras elektronernas rotation med fältet. Eftersom alla oparade elektroner anpassas på samma sätt lockas materialet till fältet. När det yttre fältet tas bort återvänder snurrarna till sina slumpmässiga orienteringar.
Magnetiseringen följer ungefär Curies lag, som säger att den magnetiska känsligheten χ är omvänt proportionell mot temperaturen:
M = χH = CH / T
där M är magnetisering, χ är magnetisk känslighet, H är hjälpmagnetfältet, T är den absoluta temperaturen (Kelvin) och C är den materialspecifika Curie-konstanten.
Typer av magnetism
Magnetiska material kan identifieras som tillhörande en av fyra kategorier: ferromagnetism, paramagnetism, diamagnetism och antiferromagnetism. Den starkaste formen av magnetism är ferromagnetism.
Ferromagnetiska material uppvisar en magnetisk attraktion som är tillräckligt stark för att kännas. Ferromagnetiska och ferrimagnetiska material kan förbli magnetiserade över tid. Vanliga järnbaserade magneter och sällsynta jordartsmagneter uppvisar ferromagnetism.
Till skillnad från ferromagnetism är krafterna för paramagnetism, diamagnetism och antiferromagnetism svaga. I antiferromagnetism anpassas molekylernas eller atomernas magnetiska ögonblick i ett mönster där granne är Elektronsnurr pekar i motsatta riktningar, men den magnetiska ordningen försvinner över en viss temperatur.
Paramagnetiska material lockas svagt till ett magnetfält. Antiferromagnetiska material blir paramagnetiska över en viss temperatur.
Diamagnetiska material avvisas svagt av magnetfält. Alla material är diamagnetiska, men ett ämne är vanligtvis inte märkt diamagnetiskt om inte de andra formerna av magnetism är frånvarande. Vismut och antimon är exempel på diamagneter.