Mikä on Curie -lämpötila?

Curie -lämpötila on piste, jossa materiaalit menettävät ferromagnetisminsa, kykynsä kohdistaa atomit myös magneettikentän puuttuessa. Ne muuttuvat paramagneettisiksi, mikä vaatii ulkoisen magneettikentän magnetoimiseksi ja pysymiseksi tässä tilassa. Magneettiset materiaalit voivat muuttaa ominaisuuksia eri lämpötiloissa, mutta ne ovat usein melko korkeita. Kun lämpötila laskee jälleen, materiaali palauttaa magneettisuutensa, mikä osoittaa, että vaiheen muutos on palautuva. Curie -lämpötilailmiö on nimetty tunnetun tutkijan Pierre Curien mukaan.

Kun materiaalit ovat ferromagneettisessa tilassa, magneettikentälle altistuminen voi kohdistaa niiden atomit ja luoda vetovoiman. Jos kenttä poistetaan, magnetismi säilyy, koska materiaalilla on muistin muoto. Tätä voidaan käyttää kestomagneettien valmistamiseen ja erilaisten mielenkiintoisten fyysisten ilmiöiden osoittamiseen. Paramagneettiset materiaalit edellyttävät kuitenkin ulkoisen magneettikentän ylläpitämistä pysyäkseen magnetoituna.

Curie -lämpötilassa lämpö sekoittaa materiaalin sisällä olevia atomeja niin paljon, että ne eivät pysty kohdistumaan, ja se menettää magneettisuutensa. Tällä voi olla merkittäviä vaikutuksia. Esimerkiksi geologiassa voimakasta lämpöä voi esiintyä salamaniskuissa ja tulivuorenpurkauksissa, ja se voi aiheuttaa maankuoren mineraalien ominaisuuksien muutoksen. Magneettisia mineraaleja katsovien tarkkailijoiden on otettava huomioon niiden historia ja se, mikä on saattanut vaikuttaa niihin.

Tämä voi olla tärkeää myös magneettisille materiaaleille, joita käytetään korkeassa lämpötilassa. Jos lämpötila nousee liian korkeaksi, ne voivat menettää ominaisuutensa eivätkä välttämättä toimi odotetulla tavalla. Yksinkertaista esimerkkiä käytetään joskus esityksissä luonnontieteellisissä tunneissa, joissa luennoitsija näyttää, kuinka Curie -lämpötilan yläpuolella tapahtuva kuumentaminen saa paperiliittimen tai vastaavan pienen metalliesineen menettämään vetovoimansa magneettiin. Tilanteessa, jossa magneettiseen vetovoimaan voidaan luottaa prosessissa tai toiminnossa, Curie -lämpötilan saavuttaminen ei olisi toivottavaa.

Ferromagneettisten ja ferrimagneettisten materiaalien ominaisuuksia koskevat tietolomakkeet käsittelevät niiden Curie -lämpötiloja. Nämä tiedot ovat viitteellisiä, joten ihmiset tietävät, miten materiaalien tulisi käyttäytyä lämpötilan muutosten vuoksi. Tuotteita valmistaville yrityksille voi olla erityisen tärkeää saada tekniset tiedot käytetyistä materiaaleista, jotta ne voivat suunnitella suunnittelun ja toiminnan sen mukaisesti. Jos materiaali menettää magneettisen vetovoimansa normaalikäytössä, yrityksen on ehkä valittava eri materiaali käytettäväksi tuotannossa.