1, diamagnétique
Lorsque l'aimantation M est négative, le solide présente un diamagnétisme. Des métaux tels que Bi, Cu, Ag et Au ont de telles propriétés. Dans un champ magnétique externe, l'induction magnétique à l'intérieur du milieu magnétisé est inférieure à l'induction magnétique M dans le vide. Le moment magnétique de l'atome (ion) de la substance diamagnétique doit être nul, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de moment magnétique permanent. Lorsque le matériau diamagnétique est placé dans un champ magnétique externe, le champ magnétique externe modifie l'orbite des électrons et induit un moment magnétique opposé à la direction du champ magnétique externe, exprimé en tant que diamagnétisme. Par conséquent, le diamagnétisme découle des modifications de l'état de l'orbite des électrons dans l'atome. La résistance diamagnétique du matériau diamagnétique est généralement faible et la susceptibilité magnétique H est généralement d'environ -10 à 5, ce qui est une valeur négative.
2, paramagnétique
La principale caractéristique des matériaux paramagnétiques est qu'il existe un moment magnétique permanent à l'intérieur de l'atome, que le champ magnétique appliqué soit présent ou non. Cependant, en l'absence de champ magnétique externe, en raison de la vibration thermique irrégulière des atomes de la substance paramagnétique, macroscopiquement, il n'y a pas de magnétisme; sous l'action d'un champ magnétique externe, le moment magnétique de chaque atome est relativement régulièrement orienté et la substance présente des propriétés magnétiques extrêmement faibles. L'aimantation est cohérente avec la direction du champ magnétique externe, est positive et strictement proportionnelle au champ magnétique externe H. Les propriétés magnétiques des matériaux paramagnétiques dépendent de la température en plus de H. Sa susceptibilité magnétique H est inversement proportionnelle à la température absolue T. On appelle C la constante de Curie, en fonction de l’aimantation de la substance paramagnétique et de la magnitude du moment magnétique. La susceptibilité magnétique des matériaux paramagnétiques est généralement faible et H vaut environ 10 à la température ambiante. Généralement, les atomes ou molécules contenant un nombre impair d'électrons, tels que les éléments de transition, les éléments de terres rares, les éléments en acier et les métaux tels que l'aluminium et le platine, qui ne sont pas remplis de coquilles, sont des substances paramagnétiques.
3, ferromagnétisme
Pour des matériaux tels que Fe, Co, Ni, etc., la susceptibilité magnétique peut atteindre 10 ordres de grandeur à la température ambiante et les propriétés magnétiques de tels matériaux sont appelées ferromagnétisme. Les matériaux ferromagnétiques peuvent obtenir une magnétisation extrêmement élevée même dans un champ magnétique faible et conserver de fortes propriétés magnétiques lorsque le champ magnétique externe est supprimé. La susceptibilité magnétique est une valeur positive, mais lorsque le champ externe est augmenté, puisque l'aimantation atteint rapidement la saturation, son H devient petit.
Les matériaux ferromagnétiques sont très magnétiques, principalement en raison de leur fort champ d'échange interne. L'énergie d'échange des matériaux ferromagnétiques est positive et importante, de sorte que les moments magnétiques des atomes adjacents sont orientés parallèlement (ce qui correspond à un état stable) et que de nombreuses petites régions, des domaines magnétiques, sont formées à l'intérieur du matériau. Chaque domaine magnétique a environ 1015 atomes. Les moments magnétiques de ces atomes sont disposés dans la même direction, en supposant qu'il existe un champ interne puissant appelé "champ moléculaire" à l'intérieur du cristal, et le "champ moléculaire" est suffisant pour magnétiser automatiquement chaque domaine magnétique à saturation.
Cette aimantation auto-générée est appelée aimantation spontanée. En raison de son existence, les matériaux ferromagnétiques peuvent être fortement magnétisés dans un champ magnétique faible. Par conséquent, l'aimantation spontanée est une caractéristique fondamentale des matériaux ferromagnétiques et constitue également la différence entre les matériaux ferromagnétiques et les substances paramagnétiques.
Le ferromagnétisme des ferromagnétiques ne se manifeste qu'au-dessous d'une certaine température. Au-dessus de cette température, l'aimantation spontanée du corps ferromagnétique devient nulle en raison de la turbulence thermique à l'intérieur du matériau et la force ferromagnétique disparaît. Cette température s'appelle le point de Curie. Au-dessus du point de Curie, le matériau présente un fort paramagnétisme et sa relation entre la susceptibilité magnétique et la température obéit à Curie - la loi externe est C, qui est la constante de Curie.
4, antiferromagnétique
Antiferromagnétique signifie que les électrons tournent en antiparallel. Dans le même sous-réseau, il existe une aimantation spontanée et les moments magnétiques des électrons sont disposés dans le même sens; dans différents sous-réseaux, les moments magnétiques des électrons sont disposés dans le sens inverse. La magnétisation spontanée dans les deux sous-réseaux est la même en magnitude et opposée en direction de la totalité du cristal. Les matériaux antiferromagnétiques sont principalement des composés non métalliques tels que le MnO.
Aucune magnétisation spontanée du matériau antiferromagnétique ne peut être observée à toute température. Les propriétés macroscopiques sont donc paramagnétiques, M et H sont dans la même direction et la susceptibilité magnétique est positive. Lorsque la température est élevée, elle est extrêmement petite. la température est abaissée et augmente progressivement. À une certaine température, la valeur maximale est atteinte. C'est ce qu'on appelle le point de Curie ou le point de Neil de la substance antiferromagnétique. L'explication de l'existence du point de Neil réside dans le fait qu'à très basses températures, comme le spin des atomes adjacents est complètement inversé, le moment magnétique est presque complètement annulé, de sorte que la susceptibilité magnétique est presque nulle. Lorsque la température augmente, l'effet de l'inversion de rotation est atténué et augmenté. Lorsque la température dépasse le point Neil, l'influence de la turbulence thermique est grande et le corps antiferromagnétique a le même comportement de magnétisation que le corps paramagnétique.