47
1.16. Süxurlarda ferromaqnit mineralların maqnit həssas-
lığı
Fiziki təsəvvürlərə əsaslanaraq, demək olar ki,
ferromaqnitlərin maqnit xassəsi haqqında tam məlumat onun
maqnitlənmə əyrisi və histerezis ilgəyidir, burada maqnit
parametrləri kimyəvi tərkibdən və ferromaqnetikin struktur
xüsusiyyətlərindən, təsir edən xarici sahələrdən az-çox dərəcədə
dəyişikliyə məruz qalırlar.
Maqnit həssaslığı maqnitlənmə əyrisində 0,5 E sahədə
bir nöqtə ilə göstərilir və yuxarıda göstərilən faktorlardan asılı
olaraq dəyişməyə məruz qalırlar. Doğrudur bu lap başlanğıc
nöqtədir və ferromaqnetikin xüsusi maqnit xarakteristikasıdır,
onun maqnit xassələrini əks etdirir. Maqnit həssaslığı
mineralların maqnit xüsusiyyətini kifayət qədər xarakterizə
edən kəmiyyət olduğundan geniş təhlilə ehtiyacı var.
Ən çox yayılmış tipik ferromaqnit minerallar (ferro,
yaxud antiferromaqnit) dəmir oksidləridir (maqnetit, titano-
maqnetit, hematit, mahhemit, ilmenit) onların bərk məhlulları
və pirrotindir. FeO-Fe
2
O
3
-TiO
2
üçlük sisteminin kimyəvi və
maqnit xassələrini öyrəndikdə adları çəkilən dəmir oksidini
özündə birləşdirən minerallar üç əsas seriya bərk məhlulun
mövcud olduğunu göstərir:
1.Titanomaqnetit Fe
3
O
4
-Fe
2
TiO
4
(kristallik qəfəs şpinel
strukturaya malikdir);
2.İlmenit-hematit Fe
2
O
3
-FeTiO
3
(romboedir strukturlu).
Göstərilən seriyalardan axırıncısı maye oksigenin temperatu-
runda paramaqnit olur və biz bu hala baxmayacağıq.
Titanomaqnit
seriyanın mineralları süxur maqnetizminin
əsas daşıyıcısıdır və bunlar süxurun tərkibində paylanmasına və
spontan doyma halına qədər maqnitlənməsi ilə fərqlənirlər. Bu
seriyanın axırıncı üzvü olan maqnetit üçün doyma
Ι
s
=480 və
nəzərəçarpacaq dərəcədə başlanğıc maqnit həssaslığıına malik-
dir (2-yə çatır). Doyma halına qədər maqnitlənmə
Ι
s
ulvoşpin-
elin miqdarı artdıqca xətti azalmaya yaxın olaraq dəyişir və
otaq temperaturunda paramaq- nitə çevrilir
Yüksək
temperaturda mahhemit ilkin vəziyyətinə
48
qayıtmadan hematitə
αFe
2
O
3
çevrilir. Bu keçid temperaturu
mahhemitin əmələgəlmə şəraitindən asılı olaraq çox müxtəlif
ola bilər. İlmenit-hematit seriyadan olan bərk məhlullar üçün ,
Ι
s
və xüsusilə
χ nəzərəçarpacaq dərəcədə kiçik qiymətə malik-
dir. Hematitin başlanğıc həssaslığıı təxminən 10
-4
, yəni
maqnetitin həssaslığıından 10 dəfə az olur. İlmenit isə normal
temperaturda paramaqnetikdir.
İlmenit-hematit və titanomaqnetit bərk məhlulunun
yaranması temperatur şəraitindən asılıdır və bərk məhlulun
çoxu Yer səthində dayanıqlı deyillər. Pirrotinin FeS
1+x
maqnit
xassələri tərkibindən asılı olaraq dəyişir. Süxur maqnetizminin
əsasını ferrimaqnit pirrotinlər təşkil edir (0,11<
χ<0,17) χ
0
-ın
qiyməti 10
-2
-yə çatır. Beləliklə, bəzi sadələşmiş şəkilə müraciət
etmiş olsaq ferromaqnit mineralları iki Yerə bölmək olar:
1).Kristallik qəfəsi kubik sinqoniyaya malik olanlar -
maqnetit, titanomaqnetit, mahhemit, (titanomahhemit).
2).Romboedirik kristallik quruluşa malik olanlar – hematit,
onun ilmenitlə bərk məhlulları. Axırıncı qrupa pirrotini daxil
etmək olar. Kobud olsa da birinci qrupa mineralları güclü
maqnitli, ikinci qrupa daxil olanları isə zəif maqnitli minerallar
adlandırmaq olar. Süxurlarda ferromaqnit mineralların ölçüsü
fiziki-kimyəvi əmələgəlmə şəraitindən asılı olaraq yeni kimyəvi
tərkibə malik olan minerallar
χ
ο
-ın qiymətinə böyük təsir
göstərir.
χ
0
-ın mineralın ölçüsündən asılılığını birbaşa
eksperimentlə ardıcıl olaraq mineralı əzmək yolu ilə, yaxud da
eyni nümunədə statistik yolla d-nin müxtəlif intervalında
χ-nı
müqayisə etməklə müəyyən etmək olur. Bunu T.Naqatanın
nəticələrinə əsasən şəkil 14 - dəki kimi nümayiş etdirmək olar.
Şəkildə dənənin ölçüsünün kiçilməsi ilə əlaqədar olaraqmaqnit
codluğunun artmasını, yəni koerstiv qüvvənin artmasını mü-
şahidə etmək olar. Statistik müqayisə üsulu ilə
χ və d arasında
əlaqənin nəticələri cədvəl 3 - də verilib.
Təyin olunan kəmiyyətlər göstərir ki, d
0
- ın nəzərəçarpa
caq dərəcədə dəyişməsi dənənin ölçülərinin təxminən 60 mkm -
dən kiçik qiymətlərindən башлайыр, bu halda d- nin
49
bir tərtibdən çox dəyişməsi (bir neçə mikron)
χ
ο
- ın qiymətinin
təxminən 35-40% azalmasına gətirib çıxaraq. Qeyd edək ki,
həmin intervalda dənənin ölçülərinin dəyişməsi hematitdə
χ
ο
-
ın qiymətini 8 dəfə azaldır.
Mineralın ölçüsünün maqnit xarakteristikasına təsirinin başqa
aspektinə baxaq.
Şəkil 14. Təbii titan saxlayan maqnetitin maqnit
həssaslığını (1) və koerstiv qüvvənin (2) dənələrin ölçülərindən
asılılığı (T.Naqataya görə).
Biz demişdik ki, mineralın ölçüsü müəyyən kritik ölçüdən
asılıdır. D
o
=9
ω ⁄ 2πΙ
2
s
(1) ω domenin sərhədinin səthi enerjisi-
nin sıxlığıdır. D-nin
Ι
s
- dən belə asılılıq
o deməkdir ki,
güclü
maqnitli cisimlərdə birdomenli dənə, zəif maqnitli cisimlərə
nisbətən az olacaqdır. Müxtəlif qiymətləndirmələrə görə hema-
titin ölçüsü 100-dən 200-ə qədər böyüdükdə mineral hələ bir-
domenli ola bilər, ancaq maqnetit dənəsinin ölçüsü 0,01
mikrometrə çatdıqda birdomenlilik pozulur. Buradan görünür
ki, mineralın ölçüsü
Cədvəl 3
Maqnit
həssaslığının maqnetit
dənələrinin ölçüsündən asılılığı
50
müəyyən kritik ölçüdən kiçik olanda energetik nöqteyi-
nəzərdən domenin sərhədi mövcud olmur və hissəciklər bir
domendən ibarət olur. Maqnetit üçün hesablanılan kritik
diametr birdomenli sferik dənə üçün 0,03 mkm-ə bərabərdir.
Danlopa görə bu bir qədər çoxdur (0,07
±0,005 mkm). Digər
tərəfdən demək lazımdır ki, çoxdomenli mineralların
strukturunun yaranmasına mineralın forması çox təsir edir. 1-
1,5 mkm ölçülü iynəyə bənzər kristallaşmış maqnetit özünü
birdomenli mineral kimi aparır.
Titanomaqnetit dənəsi üzərində əmələ gələn nazik ilmenit
təbəqəsi bu dənənin ölçülərini böyüdür və özlərini birdomenli
kimi biruzə verir. Birdomenli sferik dənələrin özünü maqnit
kimi aparmasında həlledici rolu istilik flüktuasiyası oynayır,
çünki dənədə xarici sahənin təsirindən maqnit sahəsinin
dayanıqlı istiqaməti çox cüzi qiymətə malikdir, yəni o
superparamaqnetikdir.
Ferromaqnetizm bərabər ölçülü ferromaqnit minerallarda
0,06 mkm -dən böyük ölçüdə, yəni yalnız çoxdomenli halda
mövcuddur.
Maqnetit
və hematitin sərhəd enercisinin (
ω) eyni
qiymətli olduğunu qəbul etsək, onda hematit üçün (1-ci)
formula ilə hesablanılan bir domenli dənənin diametiri d
0
=1500
mkm, bu qiymət maqnetit dənəsindən 50 dəfə böyükdür.
Tədqiqatçılar tərəfindən təyin edilib ki, birdomenli hematit
dənəciyinin sərhədi 10-15 mkm hüdudunda dəyişir, başqa
tədqiqatçılar bunu 10-100 mkm hüdudunda olduğunu qeyd
edirlər. Superparamaqnetizm
hematit
dənəsi üçün 0,5
Maqnetit
dənələrinin
ölçüləri mkm
Nümunəl
ərin sayı
χ, 10
-3
50
10-50
5-10
3-5
3
21
15
36
30
28
3,7
3,6
3,4
2,8
2,5