Paramagnētisms attiecas uz noteiktu materiālu īpašībām, kuras vāji pievelk magnētiskie lauki. Ja tiek pakļauti ārējam magnētiskajam laukam, šajos materiālos veidojas iekšējie inducētie magnētiskie lauki, kas ir sakārtoti tajā pašā virzienā, kur uzliktais lauks. Tiklīdz izmantotais lauks ir noņemts, materiāli zaudē magnētismu, jo termiskā kustība nejaušina elektronu spin orientācijas.
Materiālus, kas demonstrē paramagnetismu, sauc par paramagnētiskiem. Daži savienojumi un lielākā daļa ķīmisko elementu noteiktos apstākļos ir paramagnētiski. Tomēr patiesie paramagneti parāda magnētisko jutību saskaņā ar Kirī vai Kirī-Veisa likumiem un demonstrē paramagnetismu plašā temperatūras diapazonā. Paramagnētu piemēri ir koordinācijas komplekss mioglobīns, pārejas metāla kompleksi, dzelzs oksīds (FeO) un skābeklis (O2). Titāns un alumīnijs ir paramagnētiski metāla elementi.
Superparamagneti ir materiāli, kuriem ir tīrā paramagnētiskā reakcija, bet tiem ir feromagnētiskā vai ferimagnētiskā secība mikroskopiskā līmenī. Šie materiāli ievēro Curie likumu, tomēr tiem ir ļoti lielas Curie konstantes.
Ferrofluīdi ir superparamagnetu piemērs. Cietie superparamagneti ir arī pazīstami kā miktomagnēti. Sakausējums AuFe (zelta dzelzs) ir mictomagnēta piemērs. Sakausējumā esošie feromagnētiski saistītie kopumi sasalst zem noteiktas temperatūras.Kā darbojas paramagnetisms
Paramagnētisms rodas, ja vismaz viens ir nepāra elektrons griešanās materiāla atomos vai molekulās. Citiem vārdiem sakot, jebkurš materiāls, kurā ir atomi ar nepilnīgi piepildītu atomu orbitāli, ir paramagnētisks. Nepāra elektronu griešanās viņiem piešķir magnētisku dipola momentu. Būtībā katrs nesapārotais elektrons materiālā darbojas kā niecīgs magnēts. Kad tiek piemērots ārējs magnētiskais lauks, elektronu griešanās sakrīt ar lauku. Tā kā visi nepāra elektroni izlīdzinās vienādi, materiāls tiek piesaistīts laukam. Kad ārējais lauks ir noņemts, griezieni atgriežas nejaušās orientācijās.
Aptuveni seko magnetizācija Kirī likums, kas nosaka, ka magnētiskā jutība χ ir apgriezti proporcionāla temperatūrai:
M = χH = CH / T
kur M ir magnetizācija, χ ir magnētiskā jutība, H ir magnētiskais palīglauks, T ir absolūtā (Kelvina) temperatūra un C ir materiālam raksturīgā Curija konstante.
Magnētisma veidi
Magnētiskos materiālus var identificēt kā piederīgus vienai no četrām kategorijām: feromagnētisms, paramagnetisms, diamagnetisms un antiferromagnētisms. Spēcīgākā magnētisma forma ir feromagnētisms.
Feromagnētiskajiem materiāliem piemīt pietiekami spēcīga magnētiskā pievilcība, lai tos varētu sajust. Feromagnētiskie un ferimagnētiskie materiāli laika gaitā var palikt magnetizēti. Parastie magnēti, kuru pamatā ir dzelzs, un retzemju magnēti parāda feromagnētismu.
Pretstatā feromagnētismam, paramagnetisma, diamagnētisma un antiferromagnētisma spēki ir vāji. Antiferromagnētismā molekulu vai atomu magnētiskie momenti izkārtojas pēc modeļa, kurā atrodas kaimiņš elektronu griešanās norāda pretējos virzienos, bet magnētiskā secība izzūd virs noteikta temperatūra.
Paramagnētiskos materiālus vāji pievelk magnētiskais lauks. Antiferromagnētiski materiāli kļūst par paramagnētiskiem virs noteiktas temperatūras.
Diamagnētiskos materiālus magnētiskie lauki vāji atgrūž. Visi materiāli ir diamagnētiski, bet viela parasti netiek apzīmēta kā diamagnētiska, ja vien nav citu magnētisma formu. Bismuts un antimons ir diamagnētu piemēri.