钙钛矿锰氧化物居里温度的测定
钙钛矿锰氧化物居里温度的测定
物理3班 091120***
引言：
1、磁性材料的自发磁化来自磁性电子间的交换作用。在磁性材料内部，交换作用总是力图使原子磁矩呈有序排列：平行取向或反平行取向。但是随着温度升高，原子热运动能量增大，逐步破坏磁性材料内部的原子磁矩的有序排列，当材料达到一定温度时，热运动能和交换作用能量相等，原子磁矩的有序排列不复存在，强磁性消失，材料呈现顺磁性，这时的温度就是居里温度。因此，居里温度是指铁磁性或亚铁磁性材料由铁磁性或亚铁磁性状态转变为顺磁性状态的临界温度。但是，由于铁磁性或亚铁磁性材料的磁化率大于0，且数值很大，而顺磁性物质的磁化率只有10－5～10－3数量级，所以在转变点附近，材料磁性很弱，因此，在要求不太严格的情况下，常常把强磁性材料的磁化率强度随着温度的升高降为零的温度看成是居里温度。
居里温度是材料本身的特性，不同的材料有着不同的居里温度，对于钙钛矿锰氧化物的居里温度则较低，约小于370K。材料的居里温度反映了材料内部磁性原子之间的直接交换作用、超交换作用或双交换作用的强弱。因此，深入研究和测定材料的居里温度有着重要的意义。
2、居里温度的测量方法
测量材料的居里温度可以采用许多方法。
（1）通过测量材料的饱和磁化强度的温度依赖性得到Ms－T曲线，从而得到Ms降为零时对应的居里温度。这种方法适用于那些可以用来在变温条件下直接测量样品饱和磁化强度的装置，例如磁天平、振动样品磁强计以及SQUID等。
（2）通过测定样品材料在弱磁场下的初始磁导率的温度依赖性，利用霍普金森效应，确定居里温度。
（3）通过测量其他磁学量（如磁致伸缩系数等）的温度依赖性求得居里温度。
（4）通过测定一些非磁学量如比热、电阻温度系数、热电势等随温度的变化，随后根据这些非磁学量在居里温度附近的反常转折点来确定居里温度。
3. 钙钛矿锰氧化物
钙钛矿锰氧化物指的是成分为RL-XAXMnO3(R是二价稀土金属离子，A为一价碱土金属离子)的一大类具有型钙钛矿结构的锰氧化物。理想的ABO3型(为稀土或碱土金属离子，为离子)钙钛矿具有空间群为Pm3m的立方结构，如以稀土离子A作为立方晶格的顶点，则Mn离子和O离子分别处在体心和面心的位置，同时，Mn离子又位于六个氧离子组成的MnO6八面体的重心，如图1(a)所示。图1(b)则是以Mn离子为立方晶格顶点的结构图。一般，把稀土离子和碱土金属离子占据的晶位称为A位，而Mn离子占据的晶位称为B位。
图1 理想的ABO3钙钛矿结构
这些钙钛矿锰氧化物的母本氧化物是LaMnO3，Mn离子为正二价，这是一种显示反铁磁性的绝缘体，呈理想的钙钛矿结构。早在20世纪50—60年代，人们已经发现，如果用二价碱土金属离子(Sr、Ca、Pb等)部分取代三价稀土离子，Mn离子将处于Mn3+/Mn4+混合价状态，于是，通过Mn3+和Mn4+离子之间的双交换作用，在一定温度(Tp)以下,将同时出现绝缘体—金属转变和顺磁性—铁磁性转变。随着含Sr量的增加，锰氧化物LaI-XSrxMnO3的R—T曲线形状发生明显变化。
影响Equation Chapter 260584 Section 1 \* MERGEFORMAT 钙钛矿锰氧化物居里温度的因素很多，其中A位平均离子半径
实验原理
本实验通过测定弱交变磁场下磁化强度随温度变化来测定样品的居里温度。测试线圈由匝数和形状相同的探测线圈组A和补偿线圈组B组成。在两根细石英管上用高强度漆包线分别绕制初级线圈各400匝和次级线圈各4000匝，长度30mm。样品和热电偶置于其中一个石英管A中，另一个线圈组是作为补偿线圈引入的，以消除变温过程中因线圈阻抗发生变化而造成的测试误差。两个线圈组的初级线圈串连连接，而次级线圈应反串连连接。由于两个线圈组的次级是反串连的，因此其感生电动势是相互抵消的。温度低于Tc时，位于探测线圈A中的钙钛矿样品呈铁磁性，而补偿线圈B中无样品，反串连的次级线圈感应输出信号强度正比于铁磁样品的磁化强度：当温度升高至Tc以上时，探测线圈A中的钙钛矿样品呈顺磁性，和补偿线圈中空气的磁性相差无几，反串连的次级线圈感应输出信号几乎为零。因此，在样品温度从77K逐渐升高时，在Tc附近随着磁性的突然变化锁定放大器的输出信号强度应有一个比较陡峭的下降过程，由此可以测定Tc。将这两个线圈固定在铜罐的盖板上，线圈引线和热电偶引线从焊接在盖板上的薄壁不锈钢管中引出，并焊接在管口的接线板上。
图（2） 样品和测试线圈支架示意图
测试仪器由信号源、锁定放大器和数字电压表组成。通过测定弱交变磁场下磁化强度随温度变化来测定样品的居里温度。测量居里温度前，我们将铜罐放入大玻璃容器中，向玻璃容器中注入约85％的水，使样品的温度和水温一致，然后把水逐渐加热，以使样品的温度升高，同时测量并记录各组温度和它对应的磁化强度的输出信号电压的值，其中温度每隔0.2℃记一次。以磁化强度为纵坐标，温度为横坐标作图，锰氧化物的居里温度被定义为M—T曲线上斜率最大点所对应的温度。
图（3）
测试系统如图（3）所示。通过测定1、1’两点间电动势的平均值，即可求出样品的磁化强度，理由如下：
对于线圈A有
0BHM
对于线圈B有
0BH
根据法拉第电磁感应定律 ddt
分别对线圈A和线圈B有
0AdHdMAdtdt
εB=−μ0AdHdt
其中A是次级螺线管的横截面积，则在1与1’两端的电势差为
U=εA−εB （3）
所以
U=−μ0AdMdt （4）
而在测量时会对1与1’两端的电压求平均，即
01TAMUUdtTT
因此对1与1`两端电压平均值的测量值，即可反映所测样品中磁化强度M的值。
实验步骤
（1）开启各仪器开关。
（2） 将装有样品的测试线圈支架放入水槽中，水槽通过温控电路控制温度。
（3） 设置锁定放大器的参数：积分时间10ms，放大倍数P=10，A=6，模式为“模值”。
（4）开启搅拌器，从14℃左右开始升温，保持样品与恒温槽中水温差为5℃左右。
（5）以样品温度0.2℃为间隔，通过连入样品的数字温度测量仪和锁定放大器读出并记录相应于磁化强度的输出信号电压和温度计的读数。
（6）当积分电压读数变化相对十分平缓时，停止读数。
实验结果与数据处理
因为相关参数我们并不清楚，因此本实验不将电压转化为磁化强度，而直接以输出信号电压为纵坐标、温度为横坐标作图。因为磁化强度和输出信号电压成正比，因此这样并不影响居里温度的测定。锰氧化物的居里温度被定义为M-T（U-T）曲线上斜率绝对值最大点所对应的温度。
图像如下：
图（4）
进行拟合，得如下结果：
图（5）
导函数图像如下
从图中可看出，斜率绝对值最大的点对应温度为28.8oC，即测出的样品居里温度为28.8oC。
实验思考：
如果探测线圈A和补偿线圈B在绕制时不完全相同，会对测到的M—T曲线及Tc产生什么影响？
由前面对实验仪器的介绍中我们知道引入补偿线圈B是为了消除变温过程中因线圈阻抗发生的变化而造成的测试误差（激励磁场产生的电动势完全抵消）。当绕制不同时，原有实验U-T图形沿纵坐标平移了一段距离，理论上这对于求导获得的居里温度不会产生任何影响，但是由于激励磁场远大于M，结果会使M导致的电压变化被淹没在激励磁场H的变化中，使得结果精确度大大降低。
误差分析：
本实验的测量结果误差很大一部分来源于系统的弛豫时间，实验中虽然保持水温超出样品温度在一个较小的范围内，但水温上升的速率依然远快于样品升温的速率，因此不可避免地产生因系统的弛豫而带来的误差。
另外，实验中水温并不能保持均匀一致，样品对温度反应较灵敏，搅拌器的搅拌会导致温度的小范围内急剧变化，因此，实验时可在降低升温速率的同时减慢搅拌速度，同时测水温的温度计因尽量靠经样品，以提高准确性。
同时，自探测线圈A和补偿线圈B的差异也不可忽略，上面讨论到激励磁场远大于M，结果会使M导致的电压变化被淹没在激励磁场H的变化中，因此，应尽量保持两线圈的一致性。
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lamno3熔点
lamno3熔点
拉曼氧化镧（LaMnO3）是一种具有重要应用潜力的材料，其熔点是在文章中需要探讨的主题。LaMnO3是一种钙钛矿结构的氧化物，由镧（La），锰（Mn）和氧（O）三种元素组成。它具有许多优异的物理和化学性质，被广泛应用于催化剂、能源存储、传感器等领域。
拉曼氧化镧的熔点是指在一定的条件下，LaMnO3从固态转变为液态的温度。熔点是一种重要的物理性质，可以用来评估材料的热稳定性和熔融性。对于LaMnO3来说，其熔点是在约1300摄氏度左右。
LaMnO3的高熔点使其在高温环境下具有良好的稳定性。这使得它在催化剂领域具有广泛的应用前景。例如，LaMnO3可以用作汽车尾气处理催化剂，通过将有害气体转化为无害物质，减少对环境的污染。此外，它还可以用于制备固体氧化物燃料电池等能源存储设备，提供高效的能量转化和储存解决方案。
除了在催化剂和能源存储领域，拉曼氧化镧的熔点也对其在传感器领域的应用起到重要作用。传感器常常需要在高温条件下工作，因此需要材料具有较高的熔点和热稳定性。LaMnO3的熔点高，使其能够在高温环境下稳定工作，提供可靠的传感性能。
拉曼氧化镧（LaMnO3）的熔点是该材料的重要物理性质之一。其高熔点使其在催化剂、能源存储和传感器等领域具有广泛的应用前景。通过深入研究和理解拉曼氧化镧的熔点，可以为材料设计和应用提供有价值的参考。
【国家自然科学基金】_锰钙钛矿_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
序号科研热词推荐指数序号科研热词1钙钛矿锰氧化物61钙钛矿锰氧化物2钙钛矿42锰氧化物3锰氧化物33稀土4磁性34磁电阻5相分离35颗粒边界6庞磁电阻36镭氮化合物7稀土27锰酸锶镧8磁电阻效应28锰氮化物9电荷有序29铁电陶瓷10电特性210钪11居里温度211钙钛矿锰基氧化物12层状钙钛矿212钙钛矿型锰氧化物13隧道效应113钙离子抽出14锰氧化物薄膜114输运特性15锰掺杂115负热膨胀16钛酸锶钡116自旋玻璃17钙铁矿锰氧化物117自旋无序18钙钛矿结构锰氧化物118绝缘-金属转变19钙钛矿结构119纳米粒子20钙钛矿型锰氧化物120红外吸收谱21转变温度121磁输运22自旋输运特性122磁跳变23结合能123磁相变24类钙钛矿锰氧化物124磁性质25等效立方晶胞125碳氮键化合物26空位126相分离27稀土离子代换镧127电荷有序28稀土掺杂128电子自旋共振29磁电性质129热致变色30磁性质130热膨胀31磁场131水热合成32界面电阻132氧空位33电致电阻效应133氧化钪34电子结构134晶界磁电阻35温度135晶体结构36渗流136掺杂37晶格常数137拉曼光谱38晶体结构138层状钙钛矿结构39显微结构139室温低场磁电阻40微观形貌140复合阴极材料41异质结构141复合材料42庞磁电阻效应142合成43小极化子143可变发射率44场诱导效应144变磁性转变45变磁性转变145反钙钛矿46取向溥膜146双层钙钛矿锰氧化物47双交换机制147二相复合体48光生电压148中温固体氧化物燃料电池49低场磁电阻149x射线衍射50介电性能150rietveld精修51两相复合结构151la0.5sr0.5mno352三重价态152la0.5ba0.5mno32008年2009年53la位掺杂153jahn-teller畸变54lasr2mn2-xcuxo7155dv-xá分子轨道法1
实验二十 居里点测定
1 实验二十 居里点的测定
测量铁磁材料居里温度的方法很多，例如磁称法、感应法、电桥法和差值补偿法等。它们都是利用铁磁物质磁矩随温度变化的特性，测量自发磁化消失时的温度。本实验采用感应法。测量感应电动势随温度变化的规律，从而得到居里点TC。
【实验目的】
1．通过实验，对感应电动势随温度升高而下降的现象进行观察，初步了解铁磁材料在居里温度点由铁磁性变为顺磁性的微观机理。
2．用感应法测定磁性材料的曲线ε～T并求出其居里温度。
3．用示波器观测铁磁性材料的磁滞回线和居里温度。
【实验仪器】
居里点测定仪 附件盒 双踪示波器
【仪器简介】
仪器由加热装置、待测样品、测温部分、加热电源和示波器接口等组成，加热装置由耐高温的石英玻璃罩、瓷柱和镍鉻丝组成，用AD590温度传感器来测量其内的温度，用3位半数字表来显示温度。测试样品为五种不同居里温度的环形铁氧体件，铁氧体上绕有两组线圈，感应电动势用1999mV的交流数字电压表来显示。样品的磁滞回线用示波器来形象的显示。面板上示波器显示框内的X轴接磁场强度H，Y轴接磁感应强度B，X调节用来调节磁场强度H的大小。面板图见下图。
加热输出-加热控制X轴电热丝加热X轴调节Y轴电源开关示 波 器激励电源调节温度传感器输入温度传感器-++温度显示℃电热丝电压显示mV试件插入AD590加热装置测试样品HB电阻丝电阻丝的加热电源面板示意图2 【实验原理】
1． 基本原理
科学实践证明，铁磁物质的磁性主要来源于电子自旋磁矩。在没有外磁场的条件下，铁磁物质中相邻原子的电子磁矩具有非常强的交换耦合作用，这种相互作用促使相邻原子的电子自旋磁矩平行排列起来，形成一个个自发磁化达到饱和状态的区域，称为磁畴。磁畴的几何线度可以从微米量级到毫米量级，形状一般很不规则，在不同材料或同一材料的不同区域有很大的不同。
在没有外磁场作用时，不同磁畴的自发磁化方向各不相同，如图（1）所示。因此，对整个铁磁物质来说，任何宏观区域的平均磁矩为零，铁磁物质不显示磁性。当有外磁场作用时，不同磁畴的磁矩方向趋于外磁场的方向，宏观区域的平均磁矩不再为零，这时铁磁物质显示出宏观的磁性，这一过程通常称为技术磁化。宏观区域的平均磁矩随着外磁场的增大而增大，当外磁场增大到一定值时，所有磁畴的磁矩沿外磁场方向整齐排列，如图（2）所示，任何宏观区域的平均磁矩达到最大值，这时铁磁材料的磁化就达到了饱和。由于在每个磁畴中电子自旋磁矩已完全整齐排列起来，所以铁磁物质的磁性要比顺磁材料的磁性要强的多，其磁导率u远远大于顺磁材料的磁导率。并且，铁磁材料里的渗杂和内应力在外磁场去掉后阻碍着磁畴恢复到原来的退磁状态，因此在外加的交变磁场的作用下将产生磁滞现象。磁滞回线就是磁滞现象的主要表现。
稀土(Sm,Gd,Dy)代换镧对La0.7Sr0.3MnO3磁电性质的影响及室温CMR的增强
第２６卷第５期 Ｖ０１．２６ №．５ 中 国 稀土 学 报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＨＥ ＣＨＩＮＥＳＥ ＲＡＲＥ ＥＡＲＴＨ ＳＯＣＩＥＴＹ ２００８年１Ｏ月 Ｏｃｔ．２ｏｏ８
稀土（Ｓｍ，Ｇｄ，Ｄｙ）代换镧对Ｌａ０．７ Ｓｒ０．３ＭｎＯ３磁电性质的
影响及室温ＣＭＲ的增强
宋启祥 ，彭振生 ，严国清 ，毛 强 ，王闻琦
（１．宿州学院自旋电子与纳米材料安徽省重点实验室，安徽宿州２３４０００；２．中国科学技术大学结构分析
重点实验室，安徽合肥２３００２６）
摘要：用固相反应法制备了 ７一Ｓｍ Ｓｒｏ ３ＭｎＯ３， ７一 Ｇｄ Ｓｒｏ ３ＭｎＯ３和 ７一 Ｄｙ Ｓｒｏ ３ＭｎＯ３（ ＝０．Ｏ０，０．１０，Ｏ．２０，Ｏ．３０）系列样品。通过 Ｍ－Ｔ曲线， 曲线，研究了用稀土离子代换【Ｊａ对 ７Ｓｒｏ．３ＭｎＯ３磁电性质和磁电阻的影响。结果表明：稀土离子代换Ｌａ引起的晶格畸变和 稀土离子的额外磁性对钙钛矿锰氧化物的磁电性质影响很大；稀土离子代换Ｌａ是改变钙钛矿锰氧化物居里温度和增强ＭＲ的有效途径；适 量稀土离子代换Ｌａ可以在室温附近产生大的磁电阻。
关键词：磁电性质；庞磁电阻；居里温度；稀土离子代换镧；钙钛矿锰氧化物；稀土 中图分类号：０４８２．５４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００—４３４３（２００８）０５—０６４０—０７
锰基钙钛矿氧化物中由于存在复杂的电子、
晶格、自旋等相互作用而成为凝聚态物理、材料物
理的主要研究对象之一。特别是在其中发现了具
有潜在应用前景的超大磁电阻效应（ｃｏｌｏｓｓａｌ ｍａｇｎｅ．
ｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ＣＭＲ）而更加激发了人们的研究热
情［１川。然而，ＣＭＲ效应的特定温度依赖性以及强
场依赖特性使其应用受到很大限制。因此，减小磁
场量级和增强可操作的温度成为研究的焦点。为
了获得较大的低场室温磁电阻，人们采用不同元
素对不同钙钛矿晶体的Ａ位或Ｂ位元素进行替代
【国家自然科学基金】_钙钛矿锰氧化物_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140731
序号科研热词推荐指数序号科研热词1钙钛矿锰氧化物61钙钛矿锰氧化物2锰氧化物32锰氧化物3钙钛矿33稀土4磁性34磁电阻5相分离35颗粒边界6庞磁电阻36锰酸锶镧7稀土27钪8磁电阻效应28钙钛矿锰基氧化物9电荷有序29钙钛矿型锰氧化物10电特性210钙离子抽出11居里温度211输运特性12层状钙钛矿212自旋玻璃13隧道效应113自旋无序14锰氧化物薄膜114绝缘-金属转变15钙铁矿锰氧化物115红外吸收谱16钙钛矿结构锰氧化物116磁输运17钙钛矿型锰氧化物117磁跳变18转变温度118磁性质19自旋输运特性119相分离20结合能120电荷有序21类钙钛矿锰氧化物121电子自旋共振22等效立方晶胞122热致变色23空位123水热合成24稀土离子代换镧124氧空位25稀土掺杂125氧化钪26磁电性质126晶界磁电阻27磁性质127晶体结构28界面电阻128掺杂29电致电阻效应129拉曼光谱30晶格常数130层状钙钛矿结构31晶体结构131室温低场磁电阻32显微结构132复合阴极材料33异质结构133复合材料34小极化子134合成35场诱导效应135可变发射率36变磁性转变136变磁性转变37取向溥膜137双层钙钛矿锰氧化物38双交换机制138二相复合体39光生电压139中温固体氧化物燃料电池40低场磁电阻140x射线衍射41两相复合结构141rietveld精修42三重价态142la0.5sr0.5mno343la位掺杂143la0.5ba0.5mno344lasr2mn2-xcuxo7144jahn-teller畸变2008年2009年
【国家自然科学基金】_钙钛矿型_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140729
序号科研热词推荐指数序号科研热词1钙钛矿61钙钛矿2钙钛矿结构42稀土3磁性33光催化还原4活性艳红x-3b34钙钛矿型复合氧化物5氮氧化物35质子导体6柠檬酸络合法36表征7居里温度37气体浓差电池8钙钛矿氧化物28有机凝胶法9钙钛矿型29压电性能10稀土210六价铬11电特性211光催化12电导率212raman谱13溶胶-凝胶法213阻抗谱14水热合成214铁电性能15无铅压电陶瓷215葡萄糖醛酸16无机非金属材料216聚合物前驱体17层状钙钛矿217粉末衍射18合成218类钙钛矿19双钙钛矿型氧化物219电导率20压电陶瓷220电子结构21光催化活性221热重-差热22光催化222混合导电性23催化氧化223水热合成24ba2insbo6224氧化物25高温质子导体125无铅压电陶瓷26高居里温度压电陶瓷126掺杂27高压127居里温度28非晶态配合物128导电陶瓷29阻抗谱129固体氧化物燃料电池30阳极材料130含钛高炉渣催化剂31长程迁移131含钛高炉渣32锰氧化物132准同型相界33锆钛酸铅133光催化活性34铌酸盐134催化氧化35铈掺杂135介电性能36铁电薄膜136sr37铁电137sofc阳极38钛酸铋钠138mn掺杂的smalo_339钙钛矿型锰氧化物139la0.7ca0.3fe0.25co0.75o340钙钛矿型氧化物140驰豫铁电体41钙钛矿型氟化物141顽火辉石42钙钛矿型复合氧化物142非化学计量组成43钙钛矿型催化剂143铌酸盐44金红石矿床144铁磁45金属氧化物145铁电电容器46重复使用性146铁电47透射电镜147钴48迁移率148钭长石49贵金属149钡50质子导体150钛酸铋钾51葡萄糖醛酸151钛酸铋钠52葡萄糖152钛酸铅2008年2009年53芳香醛153钙钛矿铁电体54聚合物前驱体方法154钙钛矿氧化物55缺陷155钙钛矿型锰氧化物56综述156钙钛矿型钛酸钙57纳米棒157钙钛矿型氧化物58类钙钛矿结构158钙钛矿型59类钙钛矿型化合物159酸性红b60类钙钛矿160透明导电薄膜61类型161质子导电性62等效立方晶胞162葡萄糖醛酸内酯63稀土离子163聚苯胺64稀土氧化物164结构65离子导电性165纳米粒子66碳酸二甲酯166纳米晶67碳烟167纳米复合材料68碱土金属168纳米lacoo369硫酸掺杂的含钛高炉渣169类钙钛矿结构70硫化170第一性原理计算71相分离171第一性原理72直接醇类燃料电池172稀燃73直接分解173稀土掺杂74电导性能174离子迁移数75电子结构175离子导电性76电催化剂176磷灰石77甲烷催化燃烧177磁输运78甲基葡萄糖苷178磁电耦合79炭颗粒179磁性能80混合导体180硬脂酸溶胶-凝胶法81活化能181硬脂酸溶液燃烧法82水热法182硫酸盐修饰83水滑石183硝酸盐84氧迁移184研究进展85氧空位185相组成86氧化羰基化186相稳定性87氢传感器187盐助88气体浓差电池188电阻率89柴油车尾气189电流-电压非线性90柴油机尾气190电导弛豫91柠檬酸191电导92极限电流192电化学性能93极化疲劳193电催化剂94杂多化合物194甲烷95木质素195甲基葡萄糖苷96有机/无机杂化196甘氨酸97晶格常数197燃烧法98晶体结构198燃料电池99掺杂199热致变色100微观局域结构1100滨珊瑚101废水处理1101溶胶凝胶法102庞磁电阻效应1102溶胶凝胶103应用化学1103溶胶-凝胶法104大孔钙钛矿氧化物催化剂1104溶胶-凝胶105地质学1105混合离子-电子导体106固体氧化物燃料电池1106混合导电
中南大学物理实验居里点测定
居里点测定 预习要求（30’）
（课前需写好，做实验前评分）
一、实验名称（参考课本）居里点测定
二、实验仪器材料（参考课本） JLD－II型居里温度测试仪，1OMAK或2OM示波器。
三、实验目的要求（参考课本） 1. 初步了解铁磁物质由铁磁性转变为顺磁性的微观机理；
2. 学习JLD－II型居里温度测试仪测定居里温度的原理和方法；
3. 测定铁磁样品的居里温度。
四、实验原理（参考课本） 1.基本理论
在铁磁性物质中，相邻原子间存在着非常强的交换耦合作用，这个相互作用促使相邻
原子的磁矩平行排列起来，形成一个自发磁化达到饱和状态的区域，这个区域的体积约为
8310m，称之为磁畴。在没有外磁场作用时，不同磁畴的取向各不同，如图（1）所示。
因此，对整个铁磁物质来说，任何宏观区域的平均磁矩为零，铁磁物质不显示磁性。当有
外磁场作用时，不同磁畴的取向
趋于外磁场的方向，任何宏观区域的下半场磁矩不再为零，且随着外磁场的增大而增大。当外
磁场增大到一定值时，所有磁畴沿外磁场方向整齐排列，如图（2）所示。任何宏观区域的平均磁矩达到最大值，铁磁物质显示出很强的磁性，我们说铁磁物质被磁化了。铁磁物质的磁导率
远远大于顺磁物质的磁导率。
注图：图（1）为无外磁场作用的磁畴
图（2）为在外磁场作用下的磁畴 铁磁物质被磁化后具有很强的磁性，但这种强磁性是与温度有关的。随着铁磁物质温度的升
高，金属点阵热运动的加剧会影响磁畴矩的有序排列。但在未达到一定温度时，热运动不足以
破坏磁畴矩基本的平行排列，此时任何宏观区域的平均磁矩仍不为零，物质仍具有磁性，只是
平均磁矩随温度升高而减小。而当与kT(k是玻耳兹曼常数，T是热力学温度)成正比的热运动
能足以破坏磁畴磁矩的整齐排列时，磁畴被瓦解，平均磁矩降为零，铁磁物质的磁性消失而转变消失而转变为顺磁物质，与磁畴相联系的一系列铁磁性质（如高磁导率、磁滞回线、磁致伸缩等）全部消失，相应的铁磁物质的磁导率转化为顺磁物质的磁导率。与铁磁性消失时所对应
钙钛矿结构锰氧化物LaMn0.9Mg0.1O3的磁熵效应
第２６卷 ２００７年 第１期 ３月 吉 林 地 质 ＪｌＬｌＮ ＧＥｏＬｏＧＹ Ｖｏ１．２６．Ｎｏ．１ Ｍａｒ．， ２００７
钙钛矿结构锰氧化物ＬａＭｎｏ．９Ｍｇｏ．。Ｏ３的磁熵效应
张晓霞 ，刘红艳。，贾艳华 ，王淑娟 ，
肖莲萍 ，刘允涛 ，孔文君
（１．吉林大学无机合成与制备国家重点实验室，吉林长春 １３００１２；２．吉林省第一地质调查所实验室，吉林长春 １３００３１；３．吉林大学测试科学实验中心．吉林长春 １３００２６）
［摘 要］采用传统的固相反应制备了钙钛矿结构锰氧化物ＬａＭｎ。。Ｍｇ。 Ｏ。多晶样品，并对其磁
熵效应进行了研究。通过测量不同磁场下的磁化一温度曲线，发现伴随铁磁一顺磁相转变有一个 大的磁熵变化，这个结果表明钙钛矿锰氧化物可以作为磁制冷技术中制冷材料。
［关键词］ 钙钛矿；锰氧化物；磁熵；制冷
［中图分类号］ＴＢ６４ ［文献标识码］ Ａ ［文章编号］ １００１—２４２７（２００７）０１—０６６—０５
制冷技术随工业化进展的发展和人们生活水平的提高已显得非常重要。制冷的方法有
３种：①压缩气体膨胀做功产生冷效应制冷，②利用半导体的温差效应实现制冷，③磁制冷
以磁性材料作为工质的一种制冷技术。磁制冷是利用磁制冷材料的磁熵效应来达到制
冷目的，该技术因其具有高效节能，无环境污染，并且它用磁场变化来取代压力变化使整
个系统省去了压缩机，膨胀机等运动机械，使制冷机结构简单、体积小、重量轻等优点引
起了人们广泛的关注。
磁熵效应的物理机理为：磁性材料等温磁化时，由于磁矩取向趋于有序，体系磁熵减
小，并向外界放热，而绝热退磁时，由于磁矩又趋于无序，磁熵增加，磁性物质温度降低 Ｊ，
磁制冷技术正是基于上述原理而发展起来的。其发展过程历经了上百年的时间，磁制冷材
料也从磁性金属发展到合金，再发展到具有巨磁阻效应的掺杂ＬａＭｎＯ。体系Ｅ２．３３。在过去的
几年里，人们寻找新的磁制冷材料的兴趣越来越大，中等磁场（１～２ Ｔ）、８Ｄ Ｋ至室温下制
钙钛矿型锰氧化物相分离研究进展
310材料导报2008年5月第22卷专辑X
钙钛矿型锰氧化物相分离研究进展*
韩立安1，牟国栋2，贺拥军2
(1西安科技大学基础部，西安710054；2西安科技大学材料系，西安710054)
摘要相分离作为一种物理现象，在钙钛矿结构锰氧化物中普遍存在，成为近年来此领域重要的研究课题之一。介绍了相分离的发展历史、分类，总结了相分离在钙钛矿结构锰氧化物中的实验和理论研究进展，并给出了该领
域的发展趋势。
关键词相分离钙钛矿锰氧化物‘
ResearchProgressinPhaseSeparationinPerovskite-typeManganeseOxides
HANLi’anI，MOUGuodon92，HEYongjun2
(1DepartmentofBasicCourses，Xi’anUniversityofScienceandTechnology，Xi’an710054；
2DepartmentofMaterial，Xi’anUniversityofScienceandTechnology，Xi’an710054)
AbstractPhaseseparation，asabasicphenomena，commonlyexistsinperovskite-typemanganeseoxidesand
becomesoneofthemostimportantsubjects．Thisarticlereviewsthedevelopmenthistoryandgivetheclassificationaswellastheexperimentandtheoryprogressofphaseseparationinperovskite-typemanganeseoxides，andalsodicusses
itsforegrounds．
Keywordsphaseseparation，perovskite，manganeseoxides