Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 1 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001274-5
Скачать (прямая ссылка):
1981). Идеальная остаточная намагниченность JARM значительно больше зависит от наличия однодоменных и псевдооднодоменных частиц в образце, чем от присутствия более крупных многодоменных, которые сильнее влияют на начальную восприимчивость Хо- Если построить зависимость JARM или /arm (т е- восприимчивости, характеризующей зависимость JARM от внешнего поля при значениях напряженности до 1 Э) от /о Для образца чистого магнетита, содержащего частицы разных размеров, то на ней будут видны плавные изменения наклона, соответствующие переходам от многодоменного к псевдооднодоменному и далее к однодоменному состояниям (King et al., 1982). Эта зависимость может служить основой быстрого метода магнитной гранулометрии (Baneijee et al., 1981; King et al., 1982).
Другие методы магнитной гранулометрии предполагают проведение измерений при повышенных температурах. В методе анализа тепловых флуктуаций (Dunlop, 1976) используется введенное Неелем понятие поля тепловой флуктуации Hq. Температурные зависимости параметров петли гистерезиса Js, Нс, Нгс позволяют определить средний объем магнитных частиц в образце. Метод теплового размагничивания частичной термоосга-точной намагниченности (Bolshakov, Shcherbakova, 1979) основан на том, что термоостаточная намагниченность однодоменных частиц исчезает при нагревании образца до температуры блокировки, в то время как для
Рис 2 10 Схематические' температурные зависимости начальной
восприимчивости частиц магнетита, находящихся при комнатной температуре (300К) в различных доменных состояниях: /-много-
доменном, II однодоменном, III суперпа-рамагнитном.
полного размагничивания многодоменных частиц необходимо нагревание до температуры Кюри. Результаты упомянутой работы свидетельствуют о нарушении отмеченной Неелем аддитивности термоостаточной намагниченности, что противоречит данным работы Levi, Merrill, 1976. Это противоречие еще предстоит разрешить.
Низкотемпературные (77-300 К) измерения коэрцитивной силы, остаточной намагниченности и начальной восприимчивости также могут использоваться для диагностики доменных состояний. Температурные зависимости начальной восприимчивости Хо Для частиц магнетита, находящихся при комнатной температуре в различных доменных состояниях, схематически изображены на рис. 2.10. Между точкой изотропии Тт и температурой Кюри восприимчивость Хо многодоменных частиц практически не зависит от температуры (Stacey, Banerjee, 1974), однако около точки изотропии наблюдается характерный пик. Для однодоменных частиц восприимчивость Хо определяется комбинацией магнитокристаллической анизотропии и анизотропии формы. Восприимчивость Хо продолговатых однодоменных частиц, в которых преобладает анизотропия формы, немного уменьшается при понижении температуры, и пик при 118 К отсутствует. Этот пик имеется на температурной зависимости Хо для однодоменных частиц, обладающих преимущественно магнитокристаллической анизотропией, но здесь он значительно менее выражен, чем на температурной зависимости Хо многодоменных частиц (Clark, Schmidt, 1982). Наиболее сильные изменения с температурой претерпевает Хо суперпарамагнитных частиц: при понижении температуры от комнатной до температуры блокировки она падает в 20-200 раз (Stephenson, 1970; Clark, Schmidt, 1982).
При охлаждении суперпарамагнитных частиц ниже температуры блокировки наблюдается также сильное возрастание Jr и Нс (см., например, рис. 6 в работе Kirschvink, Lowenstam 1979). В одно- и многодоменных
частицах эти параметры не меняются так сильно при понижении температуры. Коэрцитивная сила #с и остаточная намагниченность Jr многодоменных частиц уменьшаются при переходе температуры Тт вследствие изменения анизотропии, а Нс и Jr однодоменных частиц с преобладающей анизотропией формы немного увеличиваются в соответствии с ростом Js. Температурные зависимости остаточной намагниченности Jr и восприимчивости Хо однодоменных и суперпарамагнитных частиц можно использовать для анализа распределения частиц по размерам (см., например, Kneller, 1969; Stephenson, 1970). Магнитные свойства частиц магнетита в разных доменных состояниях суммированы в табл. 2.3.
Таблица 2.3. Магнитные свойства частиц магнетита в различных доменных состояниях
Параметры и зависи Доменные состояния
суперпарамагнитное однодоменное многодоменное
Л/Л «0,01 0,3-0,5 0,01-0,3
HJHC »10 1-2 3-5
JJXo <0,12 Э 20 700 Э 20-700 Э
>0,007 Э'1 0,007 Э“‘ 0,007 Э1
ХоСТ) Сильно уменьша Слабо уменьша Пик при Т ~ 118К
ется ется
НС(Т) Сильно увеличи Слабо увеличива Уменьшается при
вается ется 118 К
JAT) Сильно увеличи Слабо увеличива Уменьшается при
