Слаботочка Книги

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 [44] 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83

насыщения - давление - температура при наличии смещения точки Кюри и при отсутствии такового. На основании анализа сделанных измерений авторы пришли к заключению, что эта поверхность асимптотически приближается к плоскости давление - температура и, следовательно, ферромагнетизм не может исчезнуть ни при каком конечном давлении, т. е. давление на температуру Кюри не влияет. Однако сами авторы указывают на условность своих выводов.

Из приведенного краткого обзора попыток непосредственными опытами обнаружить эффект смещения точки Кюри следует, что до сих пор здесь не получено достоверных результатов. Вследствие этого ряд авторов сделали попытку определить величину указанного эффекта косвенным путем. Пользуясь термодинамическими соображениями или модельными теоретическими представлениями, они нашли соотношения, связывающие величину смещения точки Кюри с другими ферромагнитными эффектами; беря величины последних из опыта, подсчитывали искомое смещение точки Кюри. Так, Корнецкий [28], полагая, что фактор молекулярного поля в теории Вейсса зависит от объема, связал величину смещения точки Кюри, обусловленного давлением, с объемной магнитострикцией парапроцесса. Подставляя данные измерений маТнитострикции парапроцесса для сплавов Fe - Ni, он обнаружил для них понижение точек Кюри с давлением.

Отметим попытку Лейпунского [29] дать оценку смещения точки Кюри из квантовых представлений. Он рассмотрел, как меняется величина обменного интеграла двух атомов водорода при малых изменениях расстояния между ними. Если принять, что температура Кюри пропорциональна обменному интегралу, из указанного рассмотрения вытекает, что точки Кюри никеля и железа при всестороннем давлении должны повышаться до величины порядка 10-* zpadjamM. Как увидим далее, по порядку величины это согласуется с оценкой, даваемой термодинамикой. В расчете Лейпунского, однако, знаки эффектов смещения точки Кюри от давления для Ni и Fe получились одинаковыми, тогда как согласно современным воззрениям они должны быть различными. Причина этого лежит в том, что автор принял (так же как и в модели Гейтлера - Лондона) экспоненциальную зависимость обменного интеграла от межатомного расстояния. Поэтому

При уменьшении межатомного расстояния, вызываемого давле-ччем, обменный интеграл, а следовательно, и температура Кюри, согласно сказанному, должны для всех металлов возрастать. Последнее позволило Лейпунскому утверждать, что попроду земного магнетизма можно объяснить ферромагнетизмом железа и никеля, находящихся в ядре Земли.

Особенно привлекательными являются термодинамические подсчеты, не требующие, как известно, специальных физических предположений о природе происходящих ферромагнитных процессов. Лейпунский в той же работе применил и этот ..сгод для расчета смещения точки Кюри в никеле и железе. Подставляя в формулы Эренфеста для фазового перехода второго рода экспериментальные данные для скачков теплоемкости и термического расширения, он получил для никеля повышение точки Кюри от всестороннего сжатия 4 Ю-* град!атм. Гейликман [30] таким же способом нашел для того же металла 2,2 10~* град/атм.

Михельс с сотрудниками [31] для медно-никелевых сплавов типа монель (30% Си, 70% Ni) нашли возрастание температуры Кюри от давления: 6,5 10 zpadjamM и 3 10 ZpadjamM. При этом в формулу типа Эренфеста они подставляли экспериментально определенные ими для указанных сплавов скачки температурного и барического коэффициентов электросопротивления в области точки Кюри. Заметим, что такие малые величины смещения температуры Кюри в опытах Михельса и его сотрудников не могли быть определены прямыми наблюдениями сдвига излома кривых R (t) по оси температур. Поэтому эти опыты не являются непосредственными измерениями смещения точки Кюри с давлением, как это полагают некоторые авторы.

Слэтер [32], рассматривая ферромагнитное превращение как фазовый переход первого рода, воспользовался для оценки смеихения точки Кюри обычной формулой Клапейрона - Клау-зиса. Подставляя в нее приближенно вычисленные им скачки энтропии и объема в точке Кюри для никеля, он получил величину возрастания температуры Кюри от давления для этого металла 5 10-в град/атм. Оценка, даваемая Слэтером, не точна, ибо в настоящее время известно, что ферромагнитное превращение не есть переход первого рода, а относится к переходам второго рода. Слэтер, кроме того, в своей работе

указал, что для железа увеличение давления должно приводить к уменьшению точки Кюри. Это позволило ему утверждать, что ферромагнетизм земного ядра невозможен.

Совсем недавно Лайп [33], полагая, что ферромагнитное превращение есть переход третьего рода, нашел формулы для вычисления смещения точки Кюри от давления, в которые входят скачки производных по температуре теплоемкости и коэффициента термического расширения. Определяя последние экстраполяцией из опытных кривых теплоемкости и термического расширения, он для никеля дает величину смещения температуры Кюри от давления 1,8 10-* zpadjamM. Однако вычисления Лайпа, трактующего ферромагнитное превращение как переход третьего рода, не могут считаться правильными, так как такие переходы, как показал Ландау, противоречат термодинамике (см. [37]).

Наконец, укажем на работу Корнецкого [34], который путем анализа значений точек Кюри 6 и параметров решеток а, галогенидов металлов (FeClg, VCZlg, MnClg и др.) нашел для

них значения ~. Из обсуждения последних он приходит к выводу, что имеющиеся в литературе данные jp- для никеля

и железа (- 10~* zpadjamM) вполне правдоподобны. Косвенные методы определения эффекта смещения точки Кюри, основанные на термодинамических соображениях, дают для никеля величины порядка 10~*-10 zpadjamM. Колебания этих величин у разных авторов обусловлены как различием используемых опытных данных, получение которых часто весьма затруднительно, так и способов описания ферромагнитного превращения.

б) Вычисление величин смещения точки Кюри при растяжении из данных измерений Д-эффекта. Ниже, пользуясь термодинамической теорией фазовых переходов второго рода и результатами измерений ДД-эффекта в области Кюри, даются приближенные оценки величин смещения температуры Кюри для никеля и инварных сплавов [35].

Экспериментальные наблюдения показывают, что ферромагнитное превращение необходимо отнести к классу фазовых переходов второго рода, которые ввел Эренфест [36]. Более детально теория фазовых переходов была разработана Лан-

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 [44] 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83