Magnetic behavior of nearly spherical Fe3O4 particles in low magnetic fields at elevated temperatures

Abstract

Nearly spherical Fe3O4 (magnetite) particles (0.09 to 0.62) μm in diameter, prepared by hydrogen transformation of α-Fe2O3 (hematite), are studied in weak (up to 50 Oe) magnetic fields as a function of increasing and decreasing temperatures from 300 K to the Curie temperature (TC = = 853 K). In smaller demagnetized particles the magnetization gradually increases with increasing temperature reaching a maximum just below TC and then rapidly disappears at TC. In larger particles the magnetization close to TC first slowly decreases, then increases as the temperature approaches TC, and goes again to zero at TC. These observations are discussed from the viewpoint of changes in domain configurations as a function of temperature. Annahernd kugelformige Fe3O4-Teilchen (Magnetit) mit Durchmessern von 0,09 bis 0,62 μm, die durch Wasserstofftransformation aus α-Fe2O3 (Hamatit) hergestellt wurden, werden in schwachen Magnetfeldern (bis zu 50 Oe) sowohl bei steigender als auch bei sinkender Temperatur zwischen 300 K und der Curie-Temperatur (TC = 853 K) untersucht. In kleinen, entmagnetisierten Teilchen nimmt die Magnetisierung mit steigender Temperatur zu, erreicht kurz unterhalb TC ein Maximum und verschwindet abrupt bei TC. In groseren Teilchen nimmt die Magnetisierung in der Nahe von TC zunachst langsam ab, wachst dann bei Annaherung an TC und fallt bei TC auf Null ab. Diese Beobachtungen werden, ausgehend von der Betrachtung der Anderung der Domanenkon-figuration mit der Temperatur, diskutiert.