固体中的磁性

居里温度

/ KYOOR-ee TEM-pruh-cher /

把一块磁铁加热到足够高,它就干脆不再是磁铁了。存在一个清晰的临界点——每种材料各不相同——超过它,磁性彻底消失;低于它,磁性又会回来。这个转折点就是居里温度,以最早把它测绘出来的皮埃尔·居里命名。

这是两种相反影响之间的较量。交换相互作用努力让相邻原子磁矩保持对齐、井然有序,而热则努力把它们摇成随机的混乱。在居里温度以下,有序占上风,材料是铁磁体。随着你逼近这个温度,热渐占优势,对齐变弱;恰在居里温度处,有序坍缩到零。在它之上,磁矩依然存在,却随机翻滚,材料变成普通的顺磁体。

居里温度之所以重要,是因为它是一次货真价实的相变——像冰化成水那样清晰而真实——并决定了一种磁性材料实际能用在哪。对铁来说,它是灼热的摄氏 770 度;对某些材料则低于室温,这正是它们在你桌上看上去“没有磁性”的原因。常见的误解是以为加热会让磁铁的强度逐渐流失;实际上,磁化会一直撑着,直到临界点临近时才骤然跌落。

把一颗钢螺母吸在磁铁上,再用火焰加热螺母。当它越过自己的居里温度时,会突然失去吸附而掉下来——而当它冷却回临界点以下,又会重新被吸住。一束火焰就能把磁性开关来去。

加热越过居里温度后,钢失去磁性而掉落;冷却后又重新吸附。

居里温度是铁磁体和亚铁磁体的临界点,那里的有序属于会带来净磁性的那一类。反铁磁体的有序自我隐藏,它对应的临界点有另一个名字:奈尔温度。

又称
Curie point居里点