ferromagnetismo

sm. [ferro+magnetismo]. Proprietà di particolari materiali, detti ferromagnetici (per esempio nichel, cobalto, leghe contenenti tali metalli, terre rare, ecc.), che, come il ferro, si magnetizzano molto intensamente sotto l'azione di un campo magnetico e rimangono magnetizzati quando il campo si annulla . Le sostanze ferromagnetiche sono costituite da regioni microscopiche di spessore compreso tra 0,1 e 10^-6cm, chiamate domini di Weiss, le quali sono spontaneamente, ossia in assenza di campo esterno, magnetizzate per effetto di un forte campo magnetico molecolare che tende ad allineare all'interno del dominio i singoli dipoli magnetici degli atomi che lo compongono. I domini sono separati da una zona di transizione detta parete di Bloch. Le direzioni di magnetizzazione dei domini in generale sono casuali, ma un campo magnetico esterno anche debole tende ad allinearle provocando una forte magnetizzazione che cresce all'aumentare del campo esterno fino ad arrivare a un valore di saturazione corrispondente al completo orientamento nella direzione del campo esterno. Diminuendo l'intensità del campo magnetizzante, si osserva un fenomeno di isteresi, consistente in una diminuzione della magnetizzazione inferiore all'aumento precedente; inoltre, all'annullarsi del campo la magnetizzazione conserva ancora un valore residuo non nullo. Per annullarlo è necessario applicare un campo opposto il cui valore è detto campo coercitivo. Il diagramma che rappresenta la relazione tra l'intensità H del campo magnetizzante e l'induzione magneticaB prodotta nel materiale considerato si chiama curva di prima magnetizzazione o curva vergine: essa dipende dalla temperatura a cui si opera. Si noti che, come si trova sperimentalmente, sia la curva di prima magnetizzazione sia la curva di isteresi non sono curve continue in quanto i domini non si orientano contemporaneamente, bensì uno dopo l'altro (effetto Barkhausen), cosicché mentre H varia con continuità, B varia a salti, discontinuamente. Il valore del rapporto μ=B/H (permeabilità magnetica), variabile, viene dedotto dalla curva di magnetizzazione. Le sostanze ferromagnetiche sono caratterizzate dall'avere una permeabilità relativa a quella del vuoto, μ_r=μ/μ₀, molto maggiore di 1; essa raggiunge in media valori dell'ordine di 10³-10⁴. In generale, la permeabilità diminuisce al crescere della temperatura; esiste una ben determinata temperatura, caratteristica di ogni sostanza, detta punto di Curie, al disopra della quale le sostanze ferromagnetiche perdono le loro proprietà, diventando paramagnetiche, cioè sostanze in cui la permeabilità relativa scende a valori assai prossimi all'unità. A tale temperatura, a causa dell'agitazione termica, le molecole prima raggruppate nei domini di Weiss riacquistano la loro libertà e quindi l'azione del campo magnetizzante viene esplicata sui momenti magnetici delle singole molecole che sono molto minori di quelli dei domini di Weiss. Per temperature assolute T maggiori della temperatura di Curie T_C la μ_r è proporzionale al campo e inversamente proporzionale a T-T_C.