Définir... Les propriétés magnétiques

Les céramiques ayant des propriétés magnétiques intéressantes sont formées d'oxydes. Elles sont appelées ferrites (Attention ! rien à voir avec la phase α du fer). La plus anciennement connue est la magnétite, Fe₃O₄. Les cristaux de magnétite contiennent deux formes différentes du fer, des ions Fe²⁺ et des ions Fe³⁺. En fait la formule brute s'écrit : (Fe²⁺)(Fe³⁺)₂(O^2-)₄.
La structure cristalline de la magnétite, de type spinelle, est basée sur un arrangement des ions oxygène en mailles cubiques à faces centrées, les ions fer occupant certains sites interstitiels. Pour comprendre les propriétés magnétique de la magnétite il suffit de considérer une seule des mailles cubiques à faces centrée (figure ci-dessous).
Des sites octaédriques, entourés par six ions oxygène, se trouvent dans les angles et au centre de la maille. Un ion Fe²⁺ (a) et un ion Fe³⁺ (b) occupent deux de ces sites. L'autre ion Fe³⁺ (c) occupe un site tétraédrique.

Lorsque les cristaux de magnétites sont placés dans un champ magnétique, le moment magnétique des ions situés dans les sites
octaédriques s'aligne avec le champ, alors que celui des ions situés dans les sites
tétraédriques s'oppose au champ.

Le moment magnétique d'un ion Fe³⁺ est de 5 magnétons de Bohr (5 μ_B), celui des ions Fe²⁺ de 4 μ_B. Le moment magnétique résultant n'est donc pas nul, il est égal à :

moment magnétique net = (+5) + (-5) + (+4) = 4 μ_B