УДК

538.955

Сведения об авторах

Копосов Геннадий Дмитриевич, кандидат физико-математических наук, профессор кафедры общей физики института естественных наук и технологий Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова. Автор более 170 научных публикаций, в т. ч. двух монографий 

Аннотация

В работе систематизированы результаты экспериментальных исследований фазового перехода диа–парамагнетик в диспергированных средах. Методика исследования базируется на методе Гуи для измерения намагниченности и магнитной восприимчивости слабомагнитных материалов с применением крутильных весов и специальной камеры для проведения низкотемпературных измерений. Описаны особенности полевых, влажностных и температурных зависимостей магнитной восприимчивости и намагниченности, составляющих экспериментальный базис построения теории этого явления. Полевые зависимости свидетельствуют о нелинейной зависимости между намагниченностью и напряженностью магнитного поля и подобны тем, которые характерны для ферромагнетиков. Весьма высокие значения магнитной восприимчивости не позволяют объяснить явление, учитывая только парамагнетизм неспаренных поверхностных электронов в рамках классической модели парамагнетизма. Для температурных зависимостей магнитных характеристик наблюдается невыполнение закона Кюри. Введение влаги в дисперсную среду приводит к уменьшению магнитных характеристик. На образцах кварцевого порошка обнаружен эффект возрастания магнитной восприимчивости с увеличением температуры выше 0 ºС, необъясняемый в рамках классической теории. В статье обоснована спиновая природа парамагнетизма дисперсных структур и наличия кооперативного эффекта в образовании парамагнетизма. Спиновой парамагнетизм обусловлен появлением неспаренных спиновых магнитных моментов в результате разрыва ковалентных связей при диспергировании. Разрыв связей происходит как на поверхности гранул дисперсной среды, так и внутри объема гранул при аморфизации кристаллической структуры. Кооперативный эффект проявляется в возникновении магнитных кластеров с параллельно ориентированными спинами в результате спин-спинового взаимодействия. Во внешнем магнитном поле происходит ориентация магнитных моментов кластеров.

Ключевые слова

диспергированные среды, спиновый парамагнетизм, магнитная восприимчивость, намагниченность.

Список литературы

1. Волоснёв А.С., Козлов А.Н., Нехорошев А.В., Синельникова С.Е., Сковородкин Ю.П. Магнетизм мелкодисперсной системы кремнезем – вода // Докл. АН СССР. 1987. Т. 296, № 3. С. 558–560. 
2. Баринов В.А. Магнитные свойства разупорядоченных и аморфных порошков, полученных механическим измельчением: дис. … канд. физ.-мат. наук. Свердловск, 1986. 171 с. 
3. Копосов Г.Д., Ильин В.А., Софронов Е.Л. Инверсия знака магнитной восприимчивости при дисперсирова- нии материалов // Физический вестник Поморского университета: сб. науч. тр. Вып. 1. Архангельск, 2002. С. 65–67. 
4. Копосов Г.Д., Бардюг Д.Ю., Софронов Е.Л., Сидоров Д.Б. Влажностные и полевые зависимости магнитной восприимчивости древесной муки // Физический вестник Поморского университета: сб. науч. тр. Вып. 2. Архангельск, 2003. С. 29–33. 
5. Копосов Г.Д., Ильин В.А., Софронов Е.Л., Самылов А.В. Особенности магнитных свойств диспергированного органического стекла // Физический вестник Поморского университета: сб. науч. тр. Вып. 2. Архангельск, 2003. С. 33–37. 
6. Копосов Г.Д. Особенности использования метода Гуи при изучении магнитных свойств нелинейных слабомагнитных магнетиков // Физический вестник Поморского университета: сб. науч. тр. Вып. 2. Архангельск, 2003. С. 37–42. 
7. Копосов Г.Д., Ильин В.А., Веселков А.Ю., Софронов Е.Л. Особенности влажностных зависимостей парамагнетизма дисперсных сред с кремнийсодержащими гранулами // Вестн. Помор. ун-та. Сер.: Естеств. и точ. науки. 2004. № 1. С. 88–92. 
8. Боровик Е.С., Еремёнко В.В., Мильнер А.С. Лекции по магнетизму. М., 2005. 512 с.