Вальфрам - парамагнітны матэрыял, а не ферамагнітны. Яго магнетызм у асноўным генеруецца спінамі электронаў у незапоўненых электронных абалонках, але ўзаемадзеянне паміж магнітнымі момантамі слабое, што перашкаджае ўзнікненню макраскапічнай намагнічанасці.
Даследуючы магнітны свет матэрыялаў, мы часта сутыкаемся з рознымі тыпамі магнітных матэрыялаў, такімі як парамагнетызм і ферамагнетызм. Такім чынам, да якога тыпу магнетызму ставіцца метал вальфрам?
Спачатку нам трэба растлумачыць асноўныя паняцці парамагнетызму і ферамагнетызму. Парамагнітныя матэрыялы - гэта матэрыялы, у якіх пад прыкладзеным магнітным полем магнітныя моманты атамаў або малекул у матэрыяле злёгку выраўноўваюцца ўздоўж напрамку поля, што прыводзіць да слабога магнетызму. З іншага боку, ферамагнітныя матэрыялы валодаюць больш моцным магнетызмам і могуць спантанна ўтвараць макраскапічную намагнічанасць у адсутнасць прыкладзенага магнітнага поля. Намагнічанасць дэманструе нелінейную залежнасць паміж сілай магнітнага поля і сілай поля.
Для металічнага элемента вальфраму яго магнітныя ўласцівасці ў асноўным парамагнітныя. Гэта таму, што размяшчэнне электронаў атамаў вальфраму прыводзіць да пэўнай колькасці незапоўненых электронных абалонак, і спіны электронаў у гэтых незапоўненых абалонках могуць ствараць магнітныя моманты. Аднак, у адрозненне ад ферамагнітных матэрыялаў, магнітныя моманты атамаў вальфраму ўзаемадзейнічаюць слаба, не могуць утварыць стабільную магнітную даменную структуру і, такім чынам, не маюць значнага макраскапічнага магнетызму. Пад уздзеяннем вонкавага магнітнага поля магнітныя моманты вальфраму злёгку выраўноўваюцца ўздоўж напрамку поля, што прыводзіць да слабога парамагнітнага эфекту.
Каб атрымаць больш глыбокае разуменне парамагнітных уласцівасцей вальфраму, мы можам вывучыць наступныя аспекты:
1. Размяшчэнне электронаў і генерацыя магнітнага моманту
Як пераходны метал, вальфрам мае складанае размяшчэнне электронаў. У часткова запоўненых электронных абалонках спіны электронаў ствараюць магнітныя моманты. Гэтыя моманты неўпарадкаваныя пры адсутнасці вонкавага магнітнага поля, але як толькі магнітнае поле прыкладзена, яны крыху выраўноўваюцца пад дзеяннем магнітнай сілы.
2. Узаемадзеянне паміж магнітнымі момантамі
Хоць атамы вальфраму валодаюць магнітнымі момантамі, узаемадзеянне паміж іх момантамі адносна слабае. Гэта рэзка кантрастуе з моцна ўзаемадзейнічаючай магнітнай даменнай структурай у ферамагнітных матэрыялах. У ферамагнітных матэрыялах узаемадзеянне паміж суседнімі магнітнымі даменамі можа прывесці да значнага макраскапічнага магнетызму ў матэрыяле. Аднак вальфрам не можа ўтварыць падобную магнітную даменную структуру з-за слабога ўзаемадзеяння паміж яго магнітнымі момантамі.
3. Макраскапічныя магнітныя паводзіны
Паколькі ўзаемадзеянне паміж магнітнымі момантамі вальфраму слабое і не можа ўтварыць макраскапічную намагнічанасць, ён дэманструе толькі слабы парамагнітны эфект пад прыкладзеным магнітным полем. Гэты эфект нязначны ў параўнанні з моцным магнетызмам, які праяўляюць ферамагнітныя матэрыялы.
