Genel kimya I-II

Maghemit (- Fe2O3)

         Maghemit, düşük sıcaklıkta manyetitin oksidasyonu ile kristal yapıya ekstra oksijenin alınmasıyla oluşur. Maghemitte Fe2+ iyonu yoktur. Gerçekte manyetik özellikleri rhombohedral hematit ile magnetitin bir katı çözeltisi olduğunu göstermiştir. Haul ve Schoon bir birim hücrenin Fe24O32 yapısında olduğunu göstermişlerdir.  katyon boşluklarını göstermek üzere parantez içi oktahedral konumlarını göstermek üzere, maghemitin kristal yapısı Fe3+8(Fe3+4/38/3) Fe3+O32 şeklinde verilebilir. (Oosterhout and Rooijmans 1958) Maghemitin hazırlanış şekline bağlı olarak manyetik özellikleri de değişiklik gösterir.Birim hücredeki manyetik moment (16/3)x5 B'dir ve molekül başına (3/32) x (16/3) x 5 = 2.5 B veya atom başına 1.25 B dır. Henry ve Boehm, bu değeri deneysel olarak 1.18 B olarak bulmuşlardır ve buradan kütle başına manyetik moment 82.3 emu/g dır. Brown ve Johnson, deneysel ve teorik olarak Ms (290oK)/Ms(OoK) oranının 0.9 olduğunu göstermişlerdir. Buradan oda sıcaklığındaki Ms değeri 74.1 emu/g olarak hesaplanır. Yapılan bir çok araştırma sonucu bu değer ortalama olarak 74 emu/g verilir.Maghemitin 500 oC’ nin üstünde hızla hematite dönüşmesi nedeniyle Curie sıcaklığını saptamak oldukça zordur. Tek domain (manyetik bölgecik) davranışından, çoklu domain davranışına geçişteki kritik parçacık büyüklüğü Morrish ve arkadaşları (1955-1960), tarafından magnetit ve maghemit parçacıkları için incelenmiştir. Tekli domain davranışının kritik büyüklükten küçük parçacıklarda, termal etkilerin manyetizasyonu nasıl etkilediği ve süper paramanyetik davranışın en küçük çapı üzerine araştırmalar pratik ve teorik olarak Neel tarafından yapılmıştır.

Manyetik kayıt amacıyla kullanılabilecek tipik parçacık büyüklüğü ve boyut oranı, magnetit ve maghemit parçacıkları için 0.03-2 m ve 7:1 'dir. Elipsodial bir parçacıkta boyut oranının (uzun boyut/kısa boyut) artışı ile şekilsel anisotropinin artması nedeniyle zorlayıcı kuvvetinde arttığı görülmektedir (Neel 1947). Parçacıkların boyutlarını elektron mikroskobu ile belirlemek mümkündür.

Eagle ve Mallison (1967), boyut oranı 5:1 olan 0.2 mm ve 0.6 mm uzunluğundaki iğnemsi parçacıklarda zorlayıcı kuvvetin sıcaklıkla değişimini incelemişlerdir. Zorlayıcı kuvvete şekilsel ve kristal katkının incelendiği bu çalışmada, oda sıcaklığındaki şekilsel katkının yaklaşık % 67 olduğu görülmüştür. Bickford (1956) ise 130 OK’de kristal anizotropinin, zorlayıcı kuvvete katkısının olmadığını göstermiştir. Brown ve Shtrikman ve Treves ise zorlayıcı kuvvetin parçacık büyüklüğünün artması ile azaldığını göstermişlerdir.

Rasgele dağılmış uniaksiyal tek domainlerde Mr/Ms oranının 0.5 olduğu teorik olarak gösterilmiştir. (Chikazumi 1964) kayıt işlemlerinde kullanılan parçacıklarda bu oran parçacık büyüklüğüne, parçacıkların şekline, poroziteye ve yönlendirme alanının şiddetine bağımlıdır. % 40 dolu hacme sahip olan tipik bir kayıt yüzeyinde bu oran 0.7-0.8 ve 0.4 arsında değişebilir. Boyut oranları 6:1 den 13:1 e değişen 0.9 m uzunluğunda, yaklaşık 0.15 m genişliğinde zorlayıcı kuvvet değerleri 300 Oe 'ye yakın parçacıkların 1 kOe 'lik bir alan altında yönlendirilmeleri ile Mr/Ms oranı bir değerini alır.