Curie-hőmérséklet

Curie-hőmérsékletnek (T_c) nevezik azt a hőmérsékletet, amely felett a ferro- és ferrimágneses anyagok hevítés hatására paramágnesessé válnak. A jelenség reverzibilis. Ez termodinamikai szempontból másodrendű fázisátalakulás, azaz folyamatos, és nem jár hőhatással. A Curie-hőmérsékleten a mágneses szuszceptibilitás értéke elméletileg végtelenné válik. A jelenséget Pierre Curie francia fizikus fedezte fel 1895-ben. Az ennek megfelelő fázisátalakulás az antiferromágneses anyagoknál a Néel-hőmérsékleten történik meg.

Ferro- és ferrimágneses anyagok Curie-hőmérséklete

Bővebben: ferromágnesség

Ferromágneses elemek Curie-hőmérséklete
	T_c
vas	770 °C
kobalt	1130 °C
nikkel	358 °C
gadolínium	19,3 °C
terbium	219 K
diszprózium	85 K
holmium	20 K
erbium	32 K
túlium	25 K

Ferro- és ferrimágneses vegyületek Curie-hőmérséklete
		T_c
vas(III)-oxid	Fe₂O₃	622 °C
magnetit	Fe₃O₄	578 °C
	SmCo₅	720 °C
	NdFeB	583 °C
Alnico	Al_xNi_yCo_z	800-860 °C
	Au₂MnAl	200 K
gadolínium(III)-klorid	GdCl₃	2,2 K
vas-borid	Fe₂B	1015 K
ittrium-vas-gránát	Y₃Fe₂(FeO₄)₃	550 K

Curie-hőmérséklet alatti ferromágneses anyagnál az elemi mágneses dipólusok egymáshoz párhuzamosan, egyirányba rendezett állapotban vannak. Ferrimágneses anyagnál a rendezettség ugyan párhuzamos, de bennük két alrács váltakozik, amelyekben az elemi mágneses momentumok ellentétesen állnak. Ilyen anyag például a magnetit. A hőmérséklet növelésével a rendezettség csökken, a Curie-hőmérsékletet átlépve a rendezettség megszűnik, az anyag elveszíti mágneses tulajdonságát.

Piezoelektromos anyagok Curie-hőmérséklete

Bővebben: piezoelektromosság

Ezek az anyagok a Curie-hőmérsékletük fölé melegítve elveszítik spontán polarizációjukat és piezoelektromos tulajdonságukat. Az egyik legismertebb ilyen anyag az ólom-cirkonát-titanát, T_c alatt tetragonális, az elemi cella központi kationja (Zr⁴⁺ vagy Ti⁴⁺) nem a cella szimmetriacentrumában helyezkedik el, ami dipólusmomentumot eredményez. A vegyületet melegítve a Curie-hőmérsékletét elérvén tércentrált köbös kristályszerkezetű módosulattá alakul át, amelynek már nincs dipólusmomentuma, így a piezoelektromos tulajdonsága is megszűnik.

Ferroelektromos vegyületek Curie-hőmérséklete

Bővebben: ferroelektromosság

Azokat az anyagokat nevezzük ferroelektromosnak, amelyek spontán elektromos polarizációval rendelkeznek, aminek iránya külső elektromos mező hatására megváltoztatható. Ferroelektromos anyagok a Curie-hőmérsékletük felett elveszítik elektromos polarizációjuk rendezettségét, paraelektromossá válnak.

Ferroelektromos anyagok Curie-hőmérséklete
		T_c
Seignette-só	KNaC₄H₄O₆·4 H₂O	255 K, 297 K
ólom-titanát	PbTiO₃	490 °C
bárium-titanát	BaTiO₃	120 °C

Antiferroelektromos anyagok Curie-hőmérséklete

A jelenség analóg az antiferromágneses-paramágneses fázisátmenettel. Az antiferroelektromos anyagok melegítés hatására szintén elveszítik rendezettségüket, és paraelektromossá válnak. Az antiferromágneses anyagoktól eltérően azonban ezt a pontot nem Néel-hőmérsékletnek, hanem antiferroelektromos anyagok Curie-hőmérsékletének nevezik.

Antiferroelektromos anyagok Curie-hőmérséklete
	T_c
PbZrO₃	233 °C
NaNbO₃	638 °C
NH₄H₂PO₄	-125 °C

Curie-hőmérséklettel kapcsolatos fogalmak, jelenségek és alkalmazások

Curie-mélység

Kiss János és munkatársai cikkéből idézve: "Az erősen mágneses anyagok — közöttük azok a kőzetek, amelyekben ezek az ásványok jelen vannak a földkéregben— csak addig a mélységig kutathatók, amíg a litoszférában a kőzetek hőmérséklete el nem éri a Curie-hőmérsékletet, mert ott a ferromágneses anyagok átalakulnak és paramágnesessé válnak. A földtani kutatásban fontos annak ismerete, hogy milyen mélységig tudunk a földmágneses anomáliák értelmezése során hatókat kijelölni. Ez a mélység a Curie-hőmérsékletnek megfelelő mélység, azaz a Curie-mélység, vagy az ún. Curie-izoterma."

Paleomágneses jelenség

Bővebben: Archeomágneses keltezés

A Curie-hőmérséklet alá hűlve az ásványok mágnesezhető összetevői a föld mágneses tere hatására mágneseződnek, így rögzül a kőzetben a föld mágneses terének aktuális iránya, mágnesezettségének nagysága arányos lesz az akkori mágneses tér nagyságával. Ezt termoremanens mágnesezettségnek nevezik. Segítségével ki lehet következtetni, hogy a lemeztektonikai mozgások honnan sodortak egy kőzetet a jelenlegi helyére. Üledékes remanens mágnesesség jöhet létre, ha folyó hordalékából a mágnesezhető részek rendezetten ülepednek ki, és keletkezik belőlük másodlagos kőzet, amely a termoremanens esethez hasonlóan megőrzi a mágneses tér említett paramétereit.

Magnetooptikai adattárolás

Magnetooptikai lemezre lézert és elektromágnest egyszerre használva lehet adatot tárolni. A lézer a lemez pontjait a ferromágneses anyag Curie-hőmérséklete fölé hevíti, mialatt az elektromágnes a mágneses tér irányának ide-oda változtatásával tárolja az 1 vagy 0 értékeket. Olvasáskor a lézer kisebb intenzitással működik, és polarizált fényt bocsát ki. A visszavert fény intenzitása a magnetooptikai Kerr-hatás miatt attól függően változik, hogy milyen mágneses polarizáltságú - nullát vagy egyest tároló - pontról verődik vissza.

Jegyzetek

↑ Pierre Curie. Journal de physique, tome IV, p.197 et 263 (1895)
↑ "The Project Gutenberg eBook of Pierre Curie, by Marie Curie". www.gutenberg.org. Hozzáférés: 2025. október 3.
1 2 Jackson, Mike (2000). "Wherefore Gadolinium? Magnetism of the Rare Earths" (PDF). IRM Quarterly. 10 (3). Institute for Rock Magnetism: 6. 2017. július 12. dátummal az eredeti (PDF) címről archiválva. Hozzáférés: 2012. február 9.
1 2 Kiss J., Szarka, L., Prácser E., A Curie-hőmérsékleti fázisátalakulás geofizikai következményei, Magyar Geofizika 46. évf. 3. szám
↑ K. Hołderna-Matuszkiewicz, On the dielectric properties of Rochelle salt under hydrostatic pressure and near the upper Curie point, physica status solidi (a) Volume 53, Issue 1, pages K85–K89, 16 May 1979
↑ Wadhawan, Vinod K. (2000). Introduction to ferroic materials. CRC Press. 10. o. ISBN 9789056992866. {{cite book}}: More than one of |pages= és |page= specified (súgó)
↑ Pillai, S. O. Solid state physics (Rev. 6th ed. ed.). New Delhi: New Age International. ISBN 9788122416824, 8122416829. OCLC 1006313524. {{cite book}}: |edition= has extra text (súgó); Check |isbn= value: invalid character (súgó)

Kapcsolódó szócikkek

Mágnesség

[1] Pierre Curie. Journal de physique, tome IV, p.197 et 263 (1895)

[2] "The Project Gutenberg eBook of Pierre Curie, by Marie Curie". www.gutenberg.org. Hozzáférés: 2025. október 3.

[IRM_Quarterly-3] 1 2 Jackson, Mike (2000). "Wherefore Gadolinium? Magnetism of the Rare Earths" (PDF). IRM Quarterly. 10 (3). Institute for Rock Magnetism: 6. 2017. július 12. dátummal az eredeti (PDF) címről archiválva. Hozzáférés: 2012. február 9.

[magyar_geofizika-4] 1 2 Kiss J., Szarka, L., Prácser E., A Curie-hőmérsékleti fázisátalakulás geofizikai következményei, Magyar Geofizika 46. évf. 3. szám

[5] K. Hołderna-Matuszkiewicz, On the dielectric properties of Rochelle salt under hydrostatic pressure and near the upper Curie point, physica status solidi (a) Volume 53, Issue 1, pages K85–K89, 16 May 1979

[6] Wadhawan, Vinod K. (2000). Introduction to ferroic materials. CRC Press. 10. o. ISBN 9789056992866. {{cite book}}: More than one of |pages= és |page= specified (súgó)

[7] Pillai, S. O. Solid state physics (Rev. 6th ed. ed.). New Delhi: New Age International. ISBN 9788122416824, 8122416829. OCLC 1006313524. {{cite book}}: |edition= has extra text (súgó); Check |isbn= value: invalid character (súgó)