稀土的磁性
稀土元素的结构特征
稀土元素的结构特征稀土元素是指周期表中的镧系元素，包括镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）和镥（Lu）。
它们的原子数从57到71不断增加，且具有相似的化学性质。
这些元素被广泛用于电子、光学、材料科学和医学等领域，并且是许多技术和设备的基本材料。
1.电子结构：稀土元素的电子结构具有特殊的特征。
它们的电子排布在4f轨道中，这些电子具有特殊的自旋和轨道角动量，称为“内层电子自旋-轨道相互作用”（LS耦合）。
这种相互作用使得稀土元素表现出许多独特的物理和化学性质，例如磁性、发光和超导等。
2.离子半径：稀土元素的离子半径相对较小，尤其是3价稀土离子（+3）的离子半径。
它们的离子半径逐渐缩小，从镧系到镥系，这与它们在周期表中的位置有关。
3.磁性：稀土元素具有丰富的磁性。
其中，镨、钕、钆和铕是具有自发磁性的常温磁体材料，它们在室温下具有较高的磁矩。
镐、铽、钬等元素则具有温度敏感的磁性，称为“磁相变”。
这些稀土磁体在电子设备、计算机和电动汽车等领域有广泛的应用。
4.化合价：稀土元素形成的化合物的化合价多种多样。
由于它们的电子结构特殊，稀土元素可以同时显示不同化合价的特性。
例如，镧的最低化合价为+3，但它也能形成+2和+4的化合价。
5.光学特性：稀土元素在光学方面具有重要的应用价值。
它们的原子核和电子结构使得它们能够吸收和辐射可见光、紫外光和红外光等不同波长的电磁波。
稀土元素可以被用于制备发光材料，例如激光晶体和荧光粉。
总而言之，稀土元素具有独特的电子结构、离子半径、磁性、化合价和光学特性等结构特征。
这些特点使得稀土元素在各种领域有广泛的应用，对于推动科技进步和发展具有重要作用。
稀土永磁体的制备
稀土永磁体的制备一、引言稀土永磁体是一种具有高磁性和稳定性的材料，广泛应用于电子、通信、医疗、航空航天等领域。
其制备方法主要包括传统的冶金法和新型的化学合成法。
本文将对稀土永磁体的制备过程进行详细介绍。
二、传统冶金法制备稀土永磁体1. 原料准备稀土永磁体的主要原料是稀土和铁等金属元素，其中稀土元素占比较大。
在制备过程中需要选择纯度较高的原料，以保证最终产品的质量。
2. 熔融法将经过粉碎和混合后的原料放入电弧炉或感应炉中进行加热，并在一定条件下进行冷却，使其形成块材或粉末。
这种方法适用于制备大块材或不规则形态的粉末。
3. 粉末冶金法将经过混合和球磨后的原料压制成形，在高温下进行烧结得到致密块材或粉末。
这种方法适用于制备规则形态的粉末和块材。
4. 气相反应法将金属元素蒸发在高温下，通过气相反应形成稀土永磁体。
这种方法适用于制备高纯度、细粒度的稀土永磁体。
三、新型化学合成法制备稀土永磁体1. 溶胶-凝胶法将金属离子与有机物形成溶胶，再通过凝胶化和烧结等步骤得到致密块材或粉末。
这种方法适用于制备高纯度、细粒度的稀土永磁体。
2. 水热法将金属离子与水或其他溶剂在高温高压条件下进行反应，形成稀土永磁体。
这种方法适用于制备颗粒较大的稀土永磁体。
3. 氧化还原法将金属离子与还原剂在一定条件下进行反应，形成稀土永磁体。
这种方法适用于制备颗粒较大的稀土永磁体。
四、后处理过程无论是传统冶金法还是新型化学合成法，都需要经过后处理过程来提高产品的性能和质量。
后处理过程包括热处理、表面处理、磁场处理等。
1. 热处理通过加热和冷却等步骤来改善产品的磁性能和物理性能。
其中包括退火、淬火、时效等方法。
2. 表面处理通过化学或物理方法对产品表面进行处理，以提高其耐腐蚀性和机械强度。
其中包括镀层、喷涂等方法。
3. 磁场处理通过外加磁场对产品进行处理，以提高其磁性能。
其中包括定向凝固、快速凝固等方法。
五、结论稀土永磁体是一种重要的材料，在现代工业中有着广泛的应用前景。
稀土元素及其氧化物的磁性研究
稀土元素及其氧化物的磁性研究摘要：易腐蚀、脆性大、工作温度偏低是制约烧结钕铁硼进一步发展和应用的主要缺陷，本文通过研究钕铁硼永磁材料主元合金成分、及热处理工艺对烧结永磁材料晶界成分、晶界结构以及磁体性能的影响来探讨改进钕铁硼永磁材料。
以及稀土锰氧化物效应的研究，分析了效应的成因及影响因素。
通过对这几种稀土材料磁性的研究对比，分析各种磁性材料的优缺点，进而得出在不同领域不用适用环境的应用。
关键词：钕铁硼稀土锰氧化物效应稀土永磁材料是一种十分重要的功能材料，在国民经济中扮演重要角色。
在稀土永磁材料中占主导地位是钕铁硼永磁材料和稀土锰氧化物，本文主要对这两种材料进行研究。
1 钕铁硼永磁材料磁性研究烧结钕铁硼永磁材料以其高磁能积和室温下退磁曲线呈线性等明显优势在各个行业中被广泛使用，是最主要的永磁材料。
但是仍然受到低居里温度、易腐蚀和低热稳定性的影响，对采用粉末冶金工艺制备的烧结钦铁硼磁体，研究主元合金成分、对烧结永磁材料晶界成分、晶界结构以及磁体性能的影响，以及晶界添加纳米粉末对晶界结构、成分、形貌以及磁体性能的影响。
2 稀土锰氧化物的磁性研究在稀土锰氧化物中，为稀土元素，例如、、、等。
这类氧化物具有天然钙钛矿晶体结构，一般情况下为非导体，并具有反铁磁性。
经研究发现，如果这类氧化物中的或被其它适当的元素部分替代后，样品的结构、电磁性能都会发生很大的变化，出现金属-半导体转变和铁磁性-顺磁性的转变，而且还存在着高达127000%()的磁电阻效应（效应）。
掺杂稀土锰基氧化物在一定的掺杂范围内，导电特性在磁相变温度附近具有金属一半导体转变特征，表明导电性与磁特性密切相关。
在外磁场作用下，导电特性将发生有规律的变化。
考察(x=0.25，0.33，0.50)多晶体材料在零磁场和外加8T磁场下电阻率随温度变化关系、相应的磁电阻随温度变化关系以及自发磁化强度随温度变化关系(对x=0.5样品，同时还给出了外加5.5T磁场下的磁化强度随温度变化关系)。
稀土磁铁百科(一)
xx7075铝材发布时间：2010年11月24日|类别：百科知识|点击次数：37次物理性能:抗拉强度524Mpa，0."2%屈服强度455Mpa：伸长率11%，弹性模量E/Gpa：71，硬度150HB，密度：2810。
"典型应用:代表用途航天航空工业、吹塑（瓶）模、超声波塑焊模具、高儿夫球头、鞋模、纸塑模、发泡成型模、脱腊模、范本、夹具、机械设备、模具加工与制造以及其他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件。
航空固定装置，卡车，塔式建筑，船，管道及其他需要有强度、可焊性和抗腐蚀性能的建筑上的应用的领域。
如：飞机零部件、齿轮和轴、熔丝零件、仪表轴和齿轮、导弹零件跳进阀零件、涡轮、钥匙、飞机、航空及国防应用相关描述:7000铝合金是一种常用的合金，品种繁多．它包含有锌和镁．比较常见的铝合金中强度最好的就是7075合金。
7075材料一般都加入少量铜、铬等合金，该系当中以7075-T651铝合金尤为上品，被誉为铝合金中最优良的产品。
锌是7075中主要合金元素，向含3%-7."5%锌的合金中添加镁，可形成强化效果显著的MgZn2，使该合金磁铁的热处理效果远远胜过于铝-锌二元合金。
提高合金中的锌、镁含量，抗拉强度会得到进一步的提高，但其抗应力腐蚀和抗剥落腐蚀的能力会随之下降。
经受热处理，能到达非常高的强度特性。
特点：1.高强度可热处理合金。
2."良好机械磁铁性能。
3."可使用性好，易于加工，磁铁耐磨性好4."磁铁抗腐蚀性能、磁铁抗氧化性好。
xx6063铝合金发布时间：2010年11月24日|类别：百科知识|点击次数：33次材料名称:xx6063铝合金铝材xxxx可乐2.69g/cm38—10WB应用于建筑型材、灌溉管材、供车辆、台架、家具、升降机、栅栏等用的管、棒、型材等。
主要合金元素为镁与硅，具有加工性能极佳、优良的可焊接性、挤出性及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性，易于抛光、上色膜，阳极氧化效果优良，是典型的挤压合金。
稀土和磁材的关系
稀土和磁材的关系全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：稀土和磁材一直以来都有着密不可分的关系。
稀土元素是磁铁材料中的重要组成部分，对于磁性的产生和增强起着关键作用。
稀土元素中的镝、钬、铕等具有较高的磁化强度和磁能积，可以大大提高磁性材料的性能，并且在现代科技领域中有着广泛的应用。
稀土元素的磁性是由它们特殊的电子结构决定的。
稀土元素的电子结构中存在着未成对的电子，这些未成对的电子之间存在着较强的磁矩相互作用，从而使得稀土元素具有较强的磁性。
相比之下，普通的过渡金属元素往往只有部分未成对的电子，因此它们的磁性要弱得多。
稀土元素的磁性又被称为“强磁性”，具有较大的磁矩和磁化强度，可以在较低的磁场下实现饱和磁化，同时在室温下也能保持较高的磁性。
磁性材料是目前电子产品、通讯设备、医疗器械等领域中不可或缺的材料。
它们可以用于制造磁头、电机、传感器等器件，广泛应用于各个领域。
而稀土元素的加入可以大大提高磁性材料的性能，例如提高磁化强度、增加磁能积、改善磁滞回线等，从而使得磁性材料在各种应用中表现出更好的性能和稳定性。
稀土和磁材的关系不仅体现在磁性材料的制备过程中，还体现在磁性材料的研究和发展中。
在当前的科研领域中，人们一直致力于寻找新的稀土元素材料，以及研究如何利用稀土元素来改善磁性材料的性能。
一些稀土磁性材料如NdFeB、SmCo等已经成为现代工业中广泛应用的材料，它们在电机、磁体、传感器等领域中发挥着重要作用。
稀土元素的资源稀缺性也给磁性材料的应用带来了一定的困扰。
大部分稀土元素只存在于少数国家的矿床中，且采矿成本较高，因此稀土元素的供给也存在一定的不确定性。
近年来，为了减少对稀土元素的依赖，人们不断努力寻找替代稀土元素的材料，或者改进磁性材料的配方，以减少对稀土元素的需求。
稀土元素和磁性材料之间存在着密切的关系，稀土元素的加入可以大大提高磁性材料的性能，从而拓展了磁性材料在各个领域中的应用。
稀土元素资源的稀缺性也给磁性材料的应用带来一定的挑战，因此人们需要不断努力寻找解决方案，以确保磁性材料的稳定供给和持续发展。
稀土功能 新材料
稀土功能新材料稀土功能新材料是指利用稀土元素的特殊物理、化学性质，将其加入到材料中，使得材料具有更优异的性能和更广泛的应用领域。
稀土功能新材料被广泛应用于电子、信息、能源、环保等领域，成为现代高科技产业发展的重要支撑。
一、稀土功能新材料的种类及应用1. 稀土储氢材料稀土储氢材料是指将稀土元素加入到金属或合金中，使其具有较高的储氢能力。
该类材料被广泛应用于氢能源领域，如燃料电池、氢化物存储等。
2. 稀土磁性材料稀土磁性材料是指将稀土元素加入到铁、钴等磁性金属中，使其具有更强的磁性和更好的耐腐蚀性。
该类材料被广泛应用于电子设备、计算机硬盘等领域。
3. 稀土光学玻璃稀土光学玻璃是指将稀土元素加入到玻璃中，使其具有更好的光学性能。
该类材料被广泛应用于激光器、光纤通信等领域。
4. 稀土催化剂稀土催化剂是指将稀土元素加入到催化剂中，使其具有更高的催化活性和更好的选择性。
该类材料被广泛应用于石油化工、环保等领域。
5. 稀土发光材料稀土发光材料是指将稀土元素加入到荧光粉中，使其具有更强的发光性能。
该类材料被广泛应用于LED灯、显示器等领域。
二、稀土功能新材料的优点1. 具有较高的物理性能稀土元素具有特殊的物理性质，如磁性、导电性、导热性等，将其加入到材料中可以增强材料的物理性能。
2. 具有较好的化学稳定性稀土元素具有较好的化学稳定性，可以提高材料的耐腐蚀性和耐热性。
3. 具有较高的生物相容性部分稀土元素具有较好的生物相容性，可以应用于医疗领域。
4. 具有较好的环保性稀土元素资源稀缺，加入到材料中可以减少对其他资源的依赖，同时也可以减少对环境的污染。
三、稀土功能新材料的制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的稀土功能新材料制备方法。
该方法通过溶解稀土盐酸盐或硝酸盐等化合物，形成溶液，在一定条件下使其凝胶化，然后进行干燥和煅烧等工艺步骤，最终得到稀土功能新材料。
2. 水热法水热法是一种利用高温高压水介质合成稀土功能新材料的方法。
稀土掺杂对磁性材料性能的影响
稀土掺杂对磁性材料性能的影响稀土掺杂这事儿啊，听起来好像挺高深莫测的，但其实和咱们的日常生活还真有着千丝万缕的联系。
先来说说啥是稀土。
稀土啊，可不是土里长出来的稀罕宝贝，而是一组特殊的金属元素，像镧、铈、镨、钕等等。
这些家伙在元素周期表的大家庭里，就像是一群低调但实力非凡的“高手”。
咱们回到稀土掺杂对磁性材料性能的影响这个正题上。
磁性材料，大家都不陌生吧？像咱们小时候玩的磁铁，那就是最简单的磁性材料。
可别小看这小小的磁铁，它背后的学问可大着呢！我记得有一次，我在一个实验室里看到研究人员在捣鼓一些磁性材料。
他们那认真的样子，就像是在雕琢一件绝世珍宝。
其中有个年轻的研究员，额头上都冒出了汗珠，还在专注地调整着实验参数。
我好奇地凑过去问：“这是在干啥呢？”他抬起头，笑着跟我说：“在研究稀土掺杂怎么让这些磁性材料变得更厉害呢！”这稀土掺杂到底能带来啥影响呢？首先啊，它能让磁性材料的磁力变得更强。
就好比原来的磁铁只能吸起一小堆铁钉，经过稀土掺杂之后，能吸起一大把，甚至是更重的铁块。
这就像是给一个大力士吃了大力丸，力气瞬间翻倍！而且，稀土掺杂还能让磁性材料更稳定。
以前的磁性材料可能在温度稍微高一点或者受到点外界干扰，磁性就减弱了。
但有了稀土掺杂，就像是给磁性材料穿上了一层坚固的铠甲，不管环境怎么变，它都能保持稳定的磁性。
再比如说，在电子设备里，那些小小的磁性元件，像硬盘里的磁头、手机里的扬声器，要是用上了经过稀土掺杂优化的磁性材料，性能那叫一个飞跃。
手机扬声器的声音更清晰响亮，硬盘的存储速度和稳定性也大幅提升。
想象一下，如果没有稀土掺杂对磁性材料性能的改进，咱们的电子设备可能还停留在“老牛拉破车”的阶段。
听歌的时候声音呲啦呲啦，存个文件半天都搞不定，那得多闹心啊！还有呢，在新能源汽车领域，稀土掺杂的磁性材料也是大显身手。
电动汽车的电机要是用了这种高性能的磁性材料，不仅动力更强劲，能耗还能降低不少。
这就意味着车子能跑得更远，充电的次数也能减少，多方便！总之，稀土掺杂就像是给磁性材料施了魔法，让它们从平凡变得非凡。
稀土材料在电子设备中的应用
稀土材料在电子设备中的应用随着电子技术的不断发展，人们对电子设备的功能和性能要求也越来越高。
而稀土材料作为一种优异的功能材料，具有很强的性能和广泛的应用前景。
本文将从磁性材料、光电材料和储能材料三个方面介绍稀土材料在电子设备中的应用。
一、稀土磁性材料在电子设备中的应用稀土磁性材料是一类具有优异的磁学性能的材料，常用的有NdFeB磁体、SmCo磁体和FePt磁体等。
其中，NdFeB磁体是具有最高磁能积的永磁材料，可用于制造高性能风力发电机、电机、磁盘驱动器等。
同时，稀土磁性材料还可以应用于数据存储器件中，如硬盘驱动器和磁带。
随着数据存储需求的增加，需要更大的储存空间和更高的磁性能。
稀土磁性材料的应用可以有效提高存储器件的磁性能，增加储存容量，提高硬盘的读写速度。
另外，稀土磁性材料还可以应用于磁性传感器和磁性开关等领域，如磁测井仪、地震仪和磁悬浮列车等。
稀土磁性材料的高磁能积和低温系数可以使这些设备更加精确、稳定和高效。
二、稀土光电材料在电子设备中的应用稀土光电材料是一类具有特殊光学性质的材料，可以应用于激光、LED等领域。
稀土离子通过吸收和辐射光能，发射出独特波长的发光，具有很好的光学性能和色彩稳定性。
稀土光电材料可以应用于激光器中，如Nd3+、Er3+、Yb3+、Tm3+等离子体可以产生高功率、高效率、高质量的激光。
同时，稀土光电材料还可以应用于LED器件中，如红光LED的荧光粉主要由Y2O3:Eu3+或YVO4:Eu3+制成，绿色LED的荧光粉主要由Y3Al5O12:Ce3+制成。
三、稀土储能材料在电子设备中的应用稀土储能材料是一类具有优异储能性能的材料，可以应用于储能器件中。
常用的稀土储能材料有Ni-MH电池、Li-ion电池等。
其中，Ni-MH电池是一种高性能、低污染的储能设备，具有长寿命、高效率、大容量的优点。
稀土元素在Ni-MH电池中起到催化作用，提高电池的放电性能和循环寿命。
相比之下，Li-ion电池具有更高的能量密度和更长的使用寿命，但其中使用的锰酸锂、镍酸锂和钴酸锂等元素均属于稀缺资源，因此要求其在回收和再利用方面更加重视。
稀土元素的特点
稀土元素的特点稀土元素是指周期表中镧系元素和钪、钇两个元素的总称。
稀土元素具有以下特点：1. 稀有性：稀土元素在地壳中的含量相对较低，因此被称为稀土元素。
它们的平均含量约为地壳总量的0.02%，比金、银等贵金属还要稀有。
2. 多样性：稀土元素共有17个，包括镧、铈、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇、钪、铪和锶。
它们具有不同的原子序数、原子量和化学性质，因此在自然界中呈现出多样性。
3. 化学活性：稀土元素的原子结构比较复杂，电子排布有一定的特殊性。
它们在化学反应中表现出较高的化学活性，能够与其他元素形成多种化合物。
这使得稀土元素具有广泛的应用前景。
4. 磁性：稀土元素中的钕、钐和铽具有较强的磁性，被广泛应用于磁性材料的制备中。
这些磁性稀土元素在电子技术、磁记录和磁医学等领域发挥着重要作用。
5. 光学性能：稀土元素中的铒、镓、镧、铽等元素具有较好的光学性能，能够发射出特定波长的光，因此在激光器、荧光粉和光纤通信等领域有广泛应用。
6. 放射性：稀土元素中的一些同位素具有放射性，如镧系元素中的镭和钋。
这些放射性稀土元素在核能、医学诊断和治疗等领域发挥着重要作用。
7. 高温稳定性：稀土元素具有较高的熔点和热稳定性，能够在高温环境下保持较好的性能。
这使得稀土元素在航空航天、核工程和高温材料等领域有重要应用。
8. 催化性能：稀土元素在化学反应中表现出良好的催化性能，能够加速反应速率和改善反应选择性。
因此，在石油加工、化学工业和环境保护等领域有广泛应用。
总的来说，稀土元素具有稀有性、多样性、化学活性、磁性、光学性能、放射性、高温稳定性和催化性能等特点。
这些特点使得稀土元素在各个领域具有广泛的应用价值。
稀土材料的导磁性质及其在电磁技术中的应用
稀土材料的导磁性质及其在电磁技术中的应用导论稀土材料由稀土元素组成，具有独特的物理和化学性质。
其中，导磁性质是稀土材料最重要的特性之一。
导磁性是指物质在外加磁场下的磁化程度，是衡量材料磁性能的指标之一。
稀土材料因其特殊的电子结构和磁性基团，显示出优异的导磁性质。
本文将探讨稀土材料的导磁性质以及其在电磁技术中的应用。
稀土材料的导磁性质稀土材料常具有高磁感应强度和低矫顽力的特点，其导磁性质可通过磁滞回线、饱和磁感应强度和居里温度等参数来描述。
磁滞回线磁滞回线是描述材料在磁场作用下磁化行为的重要曲线。
对于稀土材料来说，其磁滞回线常常呈现出窄而高的形状，说明其具有高磁感应强度和低矫顽力。
这使得稀土材料在应用中能够快速响应外界磁场，并具有较高的磁化效率。
饱和磁感应强度饱和磁感应强度是指在外界磁场作用下，材料磁化过程中达到的最大磁感应强度。
稀土材料常常具有较高的饱和磁感应强度，可以达到数Tesla。
这使得稀土材料在电磁技术中能够提供强大的磁场，满足各种应用的需求。
居里温度居里温度是材料磁性发生转变的临界温度。
通常情况下，稀土材料的居里温度较低，使得其在常温下保持较高的磁性能。
这种特性使得稀土材料在室温下仍能保持优异的导磁性，广泛应用于电磁技术领域。
稀土材料在电磁技术中的应用由于稀土材料具有良好的导磁性质，因此被广泛应用于电磁技术领域。
以下是一些主要的应用领域：变压器和电感器稀土材料在变压器和电感器中起到关键作用。
由于其高饱和磁感应强度和低损耗特性，使得稀土材料能够提供高效的磁场传递和耐高温性能。
这使得变压器和电感器能够实现更高的功率密度和更好的能效。
磁体和电机稀土材料在磁体和电机中被广泛应用。
由于独特的导磁性质，稀土材料能够提供强大的磁场，并保持较高的磁化效率。
这使得磁体和电机能够实现更高的输出功率和更小的体积。
磁存储器稀土材料在磁存储器中扮演重要角色。
由于其优秀的导磁性能，稀土材料可以提供高稳定性和大存储容量的磁场，从而实现高性能的磁存储器。
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剩磁密度(Br)
指在磁化饱和后磁场变为零时所剩余的磁通密度
矫顽力Hc
是把为使剩余磁通密度为零时而附加 的退磁场的强度
最大磁能积(BH)max
是指退磁曲线B和H积的最大值
作为永磁材料必须具备较大的剩通密度，矫顽力和最大磁积能
磁畴
所谓磁畴，是指磁性材料内部的一个个小区域，每个区 域内部包含大量原子，这些原子的磁矩都象一个个小磁 铁那样整齐排列，但相邻的不同区域之间原子磁矩排列 的方向不同，如图所示。
原因： Sm3+,Eu3+的实测磁矩总比它们的理论磁矩
大，这是由于这两个离子的基态与其最低激发态的 能差小，即使在常温下，也有离子处在最低激发态， 理论磁矩是单从基态的J值计算，因而不符
稀土离子的磁性特点：
❖ 除La,Lu,Sc,Y外，其它稀土离子都含有成单 电子，有顺磁性
❖ RE3+不同与d过渡元素离子,它的磁矩决定于 基态J值的大小 磁矩随基态J的变化而变化
磁化率
磁化率的定义为：κ=I/H(I是磁化强度，H 是外加磁场强度)和κ的数值是对单位体积 的磁矩而言的，所以κ是体积磁化率，它 是无量纲的量。 磁化率还可以用克磁化率χg和摩尔磁化 率χM表示： 克磁化率为： χg= κ/ρ（ ρ为物质的密度） 单位为cm3.g-1 摩尔磁化率为： χM= χg.M(M是分子量） 单位为cm3.mol-1
自发磁化
铁磁体和其他磁有序物质在居里温度以下，没有外磁场存 在时，物质中出现原子磁矩(自旋)有序排列现 象。在有磁 畴存在的情况下，自发磁化是指磁畴内部的有序排列。
（a） 顺磁性
（b） （c） 铁磁性 反铁磁性
（d） 亚铁磁性
（晶体中磁畴内原子磁矩的排列）
磁化率与温度的关系
顺磁性物质的磁化率与温度的关系应服从Curie定律,即：
图-1 稀土元素的电子组态
物质磁行为主要类型
抗磁性：是物质运动着的电子在外磁场作用下，受电磁感 抗磁性按照与温度的关系分两类：经典抗磁性，其磁化率 不随温度和磁场明显变化;
顺磁性：是某些物质中原子磁矩作取决于热运动的无序 从而不发生自发磁化的磁特性。大多数金属在室温以上 是顺磁性的 铁磁性 ：是某些物质中相邻原子磁矩作同向排列自发磁 化而呈现的磁特性。铁磁性物质在很小的磁场中有很大 的磁化强度。在不大的磁场中即可达到磁饱和。其饱和 磁化强度随温度增高而降低，达某一临界温度时降为零。
顺磁性 反铁磁性
Ln3+的磁性
磁矩µm
11 10
Dy
Ho
9
TbLeabharlann 876Gd
5
4 Ce
Pr Nd
3
2
Sm E u
Er Tm Yb
1
La
Lu
0
57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71
原子序数
稀土离子（+3）的磁矩（虚线是计算值）
除Sm3+,Eu3+外，稀土离子(Ⅲ)的实测磁矩都与 相应离子的基态理论磁矩接近。
稀土元素的磁性
吕丽红
❖ 稀土元素的种类 ❖ 物质磁性是基本概念 ❖ 稀土元素的磁性质
稀土元素(RE)
Ln + Y + Sc
轻稀土 铈组
重稀土 钇组
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu (Y) (Sc) 镧铈镨钕 钷 钐 铕 钆铽镝 钬铒 铥 镱镥钇 钪
原子磁矩
一切物质都由原子或分子组成，原子由原子核和核外电 子组成，电子和原子核均有磁矩，但原子核磁矩仅有电子 磁矩的1/1836.5，所以原子磁矩主要来源于电子磁矩。
而电子磁效应来自于电子的轨道运动和自旋运动，因此 它们的磁性是轨道磁性和自旋磁性的某种组合。轨道磁性 由轨道角动量决定，自旋磁性由自旋角动量决定，因此原 子和离子的磁性由L(总轨道角动量)，S（总自旋角动量）和 整个原子或离子的J（总角动量）决定。
反铁磁性：某些物质中大小相等的相邻原子磁矩作反向排 列自发磁化的现象。其总磁矩为零。在外磁场中表现为强 的顺磁性。。但磁化率随温度升高而升高在奈耳（Neel） 温度以上转为顺磁性 亚铁磁性：某些物质中大小不相等的相邻原子磁矩作反向 排列自发磁化的现象。
物质呈现出的5种基本的磁性类型，其中顺磁性， 抗磁性，反铁磁性属于弱磁性，铁磁性和亚反铁磁性属 于强磁性。只有强磁性的物质才有希望成为磁性材料
稀土金属与3d金属化合物的自发磁化—— 间接磁化作用
轻稀土化合物比重稀土化合物的饱和磁化率大。由于传
导电子的媒介作用，使3d电子自旋磁矩与4f电子自旋磁矩 总是反平行排列。对于轻稀土J=L—S，总的磁矩3d电子自 旋磁矩同向。而在重稀土 J=L+S，总的磁矩与3d电子自旋 磁矩反向
µs3d µJ4f µL4f
这是由于Eu和Yb金属只提供二个传导电子，以保持4f壳层的 半充满和全充满的稳定性，所以它们的有效磁矩与相应的二价 离子磁矩相近
稀土金属和3d过渡金属化合物的磁性
稀土和其它金属可以形成各种金属间化合物，而只 有稀土与非零磁矩的3d金属（Mn,Fe,Co,Ni)化合物 具有重要磁性。稀土和钴的化合物RECo5,RE2Co17 已是应用于工业的永磁材料。
3d
金
属
MR
与 轻
稀
土
金
属
µs4f
µs3d
3d
金
MR
属 与
重
µs4f
稀 土
金
µJ4f µL4f
属
❖ 稀土离子的磁矩受环境影响小，基本与理论 磁矩接近。这是由于稀土离子的成单电子处 在离子内层的4f层，受到5s,5p对环境的屏蔽。
稀土金属的磁性
在常温下，稀土金属均为顺磁物质，随着温度的降低，它们 会发生由顺磁性变为铁磁性或反铁磁性的有序变化。
稀土金属的磁性主要与其未充满的4f壳层有关，金属的晶 体结构也影响着它们的磁性变化。由于稀土金属的4f壳层处 在内层，且金属态的5d1,6s2电子的三价离子的磁矩几乎相同。 （除了Sm,Eu,Yb外）
χM=C/T （ 其中C为Curie常数 T为绝对温度）
它的实际意义是考虑抗磁性和与温度无关的顺磁性的效 应后的
χM校正=C/T
对此式加以修正使χM校正对1/T通过坐标原点的图形，
χM校正=C/(T-ө) 这就是Curie-Weiss定律 ， ө为Weiss常数
顺磁性
χ
T
铁磁性
顺磁 性
TC居里温度
1 轻稀土化合物比重稀土化合物的饱和磁化率大。 2 与稀土金属比较具有较高的Curie温度如：化合
物RECo 的Curie温度在400K以上 3 具有较强的的矫顽力和较高的最大磁积能
3d金属的自发磁化——直接磁化作用
在3d金属如铁钴镍中，当3d电子云重叠时， 相邻原子的3d电子存在交换作用，其交换作用与 两个自旋磁矩的夹角有关，当夹角为0，即同向 排列，成为铁磁性耦合。当夹角为180即相邻3d 电子反向平行耦合，称为反铁磁性耦合。当交换 作用很弱或不存在时，由于热运动是影响原子磁 矩混乱取向，变成磁无序，即顺磁性
稀土金属的自发磁化—— 间接磁化作用
间接交换理论认为，在稀土金属中4f电子是局 域化的，6s电子的巡游电子，4f电子和6s电子发生 交换作用，使6s电子发生极化现象，极化了的6s电 子自旋使4f电子自旋与相邻的4f电子自旋间接地耦 合起来，从而产生自发的磁化。在低于室温时，大 多数澜系元素具有反铁磁性，较后的澜系元素，在 不同温度还可形成铁磁性和反铁磁性两种结构