Cr3+： 3d3，(t2g)3， CFSE： CFSE=3*0.4 Δo=1.2 Δo Mn2+< Cr3+ Fe2+< Cr3+
故MnCr2O4 和FeCr2O4都是正尖晶石结构 6、d6离子在八面体的弱场和强场中的CFSE分别为多少？ 弱场中 (t2g)4(eg)2 ，CFSE=4*0.4Δo-2*0.6Δo= 0.4 Δo 强场中 (t2g)6(eg)0 ，CFSE=6*0.4Δo-2P= 2.4 Δo-2P 7、d6离子在四面体晶体场中的CFSE为多少？ 弱场中 (e)3(t2)3 ，CFSE=3*0.6Δt-3*0.4Δt= 0.6Δt
4f9：轨道角动量未冻结，离子磁矩为uJ=10.4 uB
5、MnCr2O4 和FeCr2O4是正尖晶石结构还是反尖晶石结构?
氧配位体，弱场 Mn2+：3d5，(t2g)3(eg)2，CFSE=3*0.4 Δo-2*0.6 Δo= 0
Fe2+： 3d6， (t2g)4(eg)2 ，CFSE=4*0.4Δo-2*0.6Δo= 0.4 Δo
第五章作业
1、写出SI制和高斯单位制下的磁场方程，并标明各物理 量的单位。
B 0 H M 高斯： B H 4M
SI:
B:T H:A/m M:A/m μ0:H/m B:G H:Oe M:emu/cc
2、计算自由原子Fe、Co、Ni的原子磁矩。 Fe：3d6, S=2, L=2, J=4, gJ=1.5, uJ=6.7μ B Co：3d7，S=1.5，L=3，J=4.5，gJ=4/3，uJ=6.63μ B Ni：3d8，S=1， L=3，J=4， gJ=1.25，uJ=5.59μ
N
NA
M
7.86 6.02 1023 8.46 1022 cm 3 8.46 1028 m 3 55.9
饱和磁化强度为
M s N 8.461028 2.22 9.27 1024 1.74106 A m1
4、设过渡族的3d态，稀土金属的4f态各有9个电子，求（1）各自由 原子的原子磁矩（2）这两类物质中离子磁矩各为多少？ 自由原子的原子磁矩： 3d9：S=1/2， L=2， J=L+S=2.5, gJ=1.2，uJ=3.55 uB 4f9，S=7*1/2-2*1/2=5/2，L=3+2=5，J=L+S=7.5，gJ=1.3，uJ=10.4 uB 离子磁矩：(以二价离子为例) 3d9：轨道角动量冻结，离子磁矩近似等于自旋磁矩，1 uB
解之得：x=0.18 混合铁氧体为Mn0.18Fe0.82Fe2O4
离子 磁矩 Fe3+ 5μB Fe2+ 4μB Mn2+ 5μB Co2+ 3μB Ni2+ 2μB Cu2+ 1μB
3、复合铁氧体Fe1-xZnxFe2O4的饱和磁化强度随着Zn含量的增加将 如何变化（x较小时）？（ZnFe2O4正尖晶石结构）
gJ 1 J ( J 1) S ( S 1) L( L 1) 2 J ( J 1)
B
J g J J ( J 1)B
3、Fe原子的波尔磁子数为2.22，铁原子量为55.9，密度为7.86g/cm3， 求出在0K下铁原子的饱和磁化强度。 单位体积内铁原子的数目:
Zn占据氧四面体中心，Fe3O4中，Fe2+占氧八面体中心，
Fe
分子磁矩
3 1 x
2 3 Znx Fe12x Fe1 Fe 2 (1 x) Fe 3 (1 x) Fe 3 x Zn2 4(1 x) B 5(1 x) B 5(1 x) B 4 6 x B


饱和磁化强度 Ms=NuJ=8×(4+6x)uB
1、铁磁体在磁化过程中产生磁滞的根本原因是什么？ 2、磁畴是怎样产生的？ 3、磁化过程的磁化机制有哪些？ 4、比较静态磁化与动态磁化的异同点？在动态磁化过程中， 包含哪些损耗？
1、简述抗磁体、顺磁体、铁磁体，亚铁磁体和反铁磁体的概念。
2、为何含有未满电子壳层的原子组成的物质中只有一部分具有铁磁性？ 在由未满电子壳层的原子组成的物质中，只有相互交换积分为正时，相 邻的磁矩才平行同向排列，物质呈现铁磁性；而交换积分为负时，相邻的磁 矩反向平行排列，呈反铁磁性；交换积分为0时，磁矩无序取向，呈顺磁性。 3、简述顺磁性朗之万理论的主要概念和结论及该理论的不足点。 (1)设原子(或磁离子)的固有磁矩为μJ ，而且原子之间没有相互作用； (2) H=0时,原子磁矩取向无序，符合热力学统计分布，原子在磁场中的 能量分布连续
2、根据上题，试设计一混合铁氧体，使其饱和磁化强度 Ms为 5.25×105Am-1
Mn2+的磁矩为5μB，比Fe2+大，设计铁氧体为MnxFe1-xFe2O4
8 Ms 5 x 4 1 x 5.25 105 Am 1 B B 3 27 0.839 10
M N J L
高温时，
2 N J C M H H 3k BT T
低温时
M N J
不足：(1)未考虑到磁矩在空间的量子化 (2)未考虑原子间的相互作用
1、已知Fe3O4晶胞的晶格常数a＝0.839nm，求其饱和磁化强度Ms。
M s N J 8 8 24 4 4 9.27 10 5.02 105 Am 1 B 3 3 27 a 0.839 10