Einfache Bestimmung der Curie-Temperatur mit einem Smartphone-Magnetometer

Die Curie-Temperatur, auch Curie-Punkt genannt, ist die Temperatur, bei der magnetisches Material einen Phasenübergang von ferromagnetischen zu paramagnetischen Eigenschaften durchläuft. Die Eigenschaften von Permanentmagneten erscheinen unterhalb der Curie-Temperatur – unter 400 ° C (673 K) für kommerzielle ferromagnetische Materialien wie Ferrit oder Neodym. In ferromagnetischen Materialien sind Atommagnete in jeder mikroskopischen Domäne (Kristallregion) spontan in die gleiche Richtung ausgerichtet, was zu einem starken Magnetfeld führt. Wenn die Temperatur ferromagnetischer Materialien auf den Curie-Punkt erhöht wird, werden verschiedene spontane Anordnungen gestört, und es bleibt nur die schwache Art der Magnetisierung übrig, die als paramagnetisch bezeichnet wird. Die übliche Methode zur Bestimmung der Curie-Temperatur ist die Verwendung eines Pendel-Curie-Punktes oder eines kleinen Magneten, der an einem horizontalen ferromagnetischen Draht befestigt ist. Das Pendel oder der ferromagnetische Draht, der durch Verbrennung oder elektrische Heizung erhitzt wird, wird zu paramagnetischem Material, wenn es die Curie-Temperatur erreicht, so dass das Pendel oder der Magnet fällt. Die Magnet / Draht-Heizmethode ermöglicht die quantitative Bestimmung der Curie-Temperatur mit recht komplexen Mess- und Berechnungsparametern. Daher konzentrierte sich unsere Studie darauf, die Curie-Temperatur des ferromagnetischen Materials (Permanentmagnet) quantitativ mit einem Smartphone-Magnetometer nachzuweisen. Messung und Analyse der Magnetisierung vs. die Temperaturbeziehung von ferromagnetischem Material wird unter Verwendung des Ansatzes der mittleren Feldtheorie (Ising-Modell) durchgeführt, so dass die Curie-Temperatur von Permanentmagneten leicht bestimmt werden kann.