Từ tính của các kim loại chuyển tiếp và hợp kim của chúng
3.1. Các kim loại chuyển tiếp
Các kim loại chuyển tiếp đ−ợc xét trong ch−ơng này nói chung là các kim loại nhóm 3d, 4d và 5d. Tuy nhiên, do có trật tự từ nên các nguyên tố Cr, Mn, Fe, Co và Ni thuộc nhóm 3d sẽ đ−ợc mô tả nhiều nhất. Các nguyên tố còn lại, ngoài một số giải thích về thuộc tính thuận từ, chỉ đ−ợc xem xét nh− là các nguyên tố pha tạp trong hợp kim của Fe, Co và Ni.
Fe, Co và Ni là ba kim loại có từ tính quan trọng, có thể đ−ợc xem nh− là đối t−ợng điển hình để nghiên cứu nguồn gốc của hiện t−ợng từ. Do vậy, tr−ớc khi muốn tìm hiểu các chất sắt từ khác và nghiên cứu các vật liệu từ mới, cần tìm hiểu kỹ càng từ tính của các nguyên tố kim loại này. Từ tính của ba nguyên tố này đã đ−ợc nghiên cứu nhiều cả về thực nghiệm lẫn lý thuyết trong nhiều thập kỷ nh−ng kết quả vẫn ch−a làm các nhà khoa học thỏa mãn. Câu hỏi lớn nhất vẫn đeo đẳng cho đến tận bây giờ là các “hạt tải từ” (tức là các điện tử hoặc lỗ trống 3d) trong ba nguyên tố này mang đặc tính định xứ hay linh động. Thủ lĩnh của hai tr−ờng phái lý thuyết t−ơng ứng đó là Van Vleck và John Slater. Mặc dù cuộc tranh cãi đó đã tạm
ng−ng lại vào những năm 50 nh−ng cho đến nay những hiểu biết sâu sắc nhất về nguồn gốc từ tính của Fe, Co và Ni vẫn còn có nhiều vấn đề để ngỏ. Trong ch−ơng này, ngoài một số cách mô tả truyền thống cho từ tính của các kim loại chuyển tiếp và hợp kim của chúng, một số khái niệm mới nh− hoá trị từ, hiện t−ợng lai hoá, hiệu ứng từ bề mặt và đặc biệt một số hạn chế của lý thuyết vùng (lý thuyết Stoner) đối với việc mô tả tính chất từ của các kim loại Fe, Co và Ni sẽ đ−ợc đề cập.