Ferromanyetizma, bazı maddelerde atomik manyetik momentlerin kolektif etkileşimiyle ortaya çıkan manyetik düzen türüdür. Demir, nikel ve magnetit bu davranışa örnek olarak verilir; ancak her demir içeren madde ferromanyetik değildir. Elektronların spinleri ve aralarındaki etkileşimler mikroskobik düzenin oluşumunda rol oynar [1]. Ferromanyetik maddelerdeki düzen ve ölçülen mıknatıslanma, sıcaklık ile dış manyetik alana bağlıdır [2].
Domenler ve manyetik davranış
Ferromanyetik malzemelerde atomik momentler, manyetik domen adı verilen bölgelerin içinde düzenlenir. Dışarıdan mıknatıslanmamış bir parçadaki domenler farklı yönlere bakabildiğinden toplam mıknatıslanma küçük olabilir. Dış alan uygulandığında domenlerin yönelimi ve büyüklüğü değişebilir; daha çok domenin aynı yöne yönelmesi net mıknatıslanmayı artırır [2]. Alan değiştirildiğinde mıknatıslanmanın aynı yolu izlememesi histerezis olarak adlandırılır. Alan kaldırıldıktan sonra kalan mıknatıslanma kalıcı mıknatısların davranışında önem taşır. Yeterince güçlü alanlarda mıknatıslanma doyuma yaklaşır; histerezis eğrisi, kalıcı mıknatıslanma ve koersivite gibi özellikleri incelemeye yarar [1].
Sıcaklık ve uygulamalar
Sıcaklık arttıkça ısıl hareket, manyetik düzeni zayıflatabilir. Curie sıcaklığının üzerinde ferromanyetik düzen kaybolur; bu eşik malzemeye göre değişir. Bu nedenle demir için verilen değer başka maddelere genellenemez [1][2].
Ferromanyetik özellikler elektromıknatısların çekirdeklerinde ve manyetik bilgi depolama sistemlerinde kullanılabilir. Bir malzemenin uygunluğu, yalnızca güçlü mıknatıslanma göstermesine değil, alan değişimlerine nasıl yanıt verdiğine ve sıcaklığa bağlı özelliklerine de dayanır. NIST’in manyetik malzemeleri ölçmeye ilişkin yayını, mıknatıslanma eğrileri ile histerezisin ölçümünü ele alır [1]. Ferromanyetizma; manyetik maddelerin sınıflandırılması, katı hâl fiziği ve mühendislik uygulamaları açısından incelenir [2].