超顺磁性

    12天前发布

基本解释

  由铁磁或亚铁磁纳米(20-50nm)单畴颗粒组成的集合体具有超顺磁性,这些单畴颗粒都具有自己的磁化强度,但它们的磁化方向是混乱的。因而整体的磁化强度为零。在外磁场的作用下,每个单畴颗粒的磁化强度都转向磁场,有如顺磁物质那样,但它的磁化率要比顺磁的大约大1000倍。当外加磁去掉后,超顺磁体的磁化强度也随之变为零,没有磁滞。物质的这种性质称为超顺磁性。 

详细解释

  特性

  无外场时的奈耳(Neel)弛豫

  超顺磁物质由纳米单畴颗粒所组成。它们的大小与材料有关,一般在20-50nm左右。由于纳米颗粒具有单轴磁各向异性,它的磁化向量只有二个方向相反的稳定态。中间隔有一个势垒。在一定温度下,每颗单畴的磁化向量都有机率取易轴的某一方向或反转。二状态反转的时间称为奈耳弛豫时间Ln,由奈耳·阿列纽斯方程表示:Ln=Loexp(kv/kbT)。

  这里Ln是纳米颗粒磁化强度混乱反转的平均时间长度;Lo是材料的特征时间长度,称为企图(attempt)时间。典型值为10负九次方至10负十次方秒;k是纳米颗粒的磁各向异性能密度;V是它的体积;Kv是能量势垒;kb是波尔兹曼常数;T是温度。

  Ln 的大小可由几纳秒到年,或更长。奈耳弛豫时间是纳米颗粒体积的指数函数。它可以解析大块材料或粗颗粒反转的可能性变为可以忽略。

  阻塞(Blocked)温度

  如我们测量单颗纳米颗粒的磁化强度;当Lm>>Ln时,在测量的过程中,磁化向量可反转几次。则测出的磁化强度可平均为零。如Lm<

  典型的实验室测量,阻塞温度式内的对数值在25-25之间。

  应用

        (1)用来制造磁流体,而磁流体在工程和医学方面都有许多应用。

  (2)生物与医学;磁共振成像反差剂;磁分离:细胞;DNA;蛋白等。医学上的应用:进行处理;传送目标药物;磁性处理发高烧(magnetic hyperthermia)等。 

 

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