Ферромагнетизм – магнитоупорядоченное состояние вещества, сочетающее свойства ферромагнетизма и антиферромагнетизма; в более общем случае – совокупность физических свойств вещества в этом состоянии. Магнитная структура в состоянии ферромагнетизма определяется взаимной ориентацией векторов намагниченности М₁ магнитных подрешеток. Самопроизвольная намагниченность М в отсутствие внешнего магнитного поля определяется векторной суммой ΣМ_i; в общем случае в состоянии ферромагнетизма М≠0. Вещества, в которых при температурах ниже точки Кюри Т_с устанавливается ферромагнитное упорядочение, называют ферромагнетиками (ФМ) (критическую температуру называют иногда Неля точкой T_N). К ним относятся кристаллические вещества – ферриты, интерметаллические соединения редкоземельных и переходных металлов, аморфные Магнетики того же состава.
Термин ферромагнетизма предложен Л. Неелем в 1948 году при изучении магнитных свойств широкого класса магнитных окислов – ферритов-шпинелей; им же была разработана феноменологическая теория ферромагнетизма.
Различные магнитные подрешетки, образующие ферромагнетики, содержат ионы одного и того же элемента с различной валентностью, ионы различных металлов или одинаковые ионы с различным кристаллографическим окружением. Атомные магнитные моменты ферромагнетиков создаются электронами незаполненных d- или f-электронных оболочек ионов переходных металлов, входящих в состав ферромагнетиков. Между магнитными ионами существуют обменные взаимодействия, которые наряду с магнитной анизотропией, определяют магнитную атомную структуру ферромагнетиков и обычно носят косвенный характер, при котором отсутствует прямое перекрытие волновых функций. В ферритах наиболее сильным является обменное взаимодействие между ионами различных подрешеток, стремящееся установить магнитные моменты подрешеток антипараллельно друг другу.
При высоких температурах Т >> Т_с, когда энергия теплового движения много больше обменной энергии, вещество является парамагнетиком. Температурная зависимость обратной магнитной восприимчивости ферромагнетиков не подчиняется линейному Кюри-Вейса закону, а носит нелинейный (гиперболический) характер. При высоких температурах Т >> Т_с она близка к зависимости для антиферромагнетиков, а при Т >~ Т_с – для ферромагнетика. При обменная энергия становится равной тепловой и в веществе возникает ферромагнетизм. В большинстве случаев такой переход является магнитным фазовым переходом 2-ого рода и сопровождается характерными аномалиями физических свойств.
  

***

Кроме ферромагнетиков существует большая группа магнитоупорядоченных веществ, в которых спиновые магнитные моменты атомов с недостроенными оболочками ориентированы антипараллельно. Такая ситуация возникает в случае, когда обменный интеграл отрицателен. Так же, как и ферромагнетиках, магнитное упорядочение имеет место здесь в интервале температур от 0 К до некоторой критической Т_N, называемой температурой Нееля. Если при антипараллельной ориентации локализованных магнитных моментов результирующая намагниченность кристалла равна нулю, то имеет место антиферромагнетизм. Если же при этом полной компенсации магнитного момента нет, то говорят об ферримагнетизме. Наиболее типичными ферримагнетиками являются ферриты – двойные окислы металлов. Характерным представителем ферритов является магнетит (Fe₃O₄). Большинство ферримагнетиков относятся к ионным кристаллам и поэтому обладают низкой электропроводностью. В сочетании с хорошими магнитными свойствами (высокая магнитная проницаемость, большая намагниченность насыщения и др.) – это важное преимущество по сравнению с обычными ферромагнетиками. Именно это качество позволило использовать ферриты в технике сверхвысоких частот. Обычные ферромагнитные материалы, обладающие высокой проводимостью, здесь применяться не могут из-за очень высоких потерь на образование вихревых токов. Вместе с тем у многих ферритов точка Нееля очень низкая (100 - 300 С) по сравнению с температурой Кюри для ферромагнитных металлов.

Температура Кюри – температура фазового перехода II рода, связанного со скачкообразным изменением свойств симметрии вещества (например, магнитной – в ферромагнетиках, электрической – в сегнетоэлектриках, кристаллохимической – в упорядоченных сплавах). Назван по имени П. Кюри, подробно изучившего этот переход у ферромагнетиков. При температуре Т ниже К. т. Q ферромагнетики обладают самопроизвольной (спонтанной) намагниченностью и определённой магнитно-кристаллической симметрией. В К. т. (T = Q) интенсивность теплового движения атомов ферромагнетика оказывается достаточной для разрушения его самопроизвольной намагниченности ("магнитного порядка") и изменения симметрии, в результате ферромагнетик становится парамагнетиком. Аналогично у антиферромагнетиков при Т = Q (в т. н. антиферромагнитной К. т. или Нееля точке) происходит разрушение характерной для них магнитной структуры (магнитных подрешёток), и антиферромагнетики становятся парамагнетиками. В сегнетоэлектриках и антисегнетоэлектриках при Т = Q тепловое движение атомов сводит к нулю самопроизвольную упорядоченную ориентацию электрических диполей элементарных ячеек кристаллической решётки. В упорядоченных сплавах в К. т. (её называют в случае сплавов также точкой Курнакова) степень дальнего порядка в расположении атомов (ионов) компонентов сплава становится равной нулю.Т. о., во всех случаях фазовых переходов II рода (типа К. т.) при Т = Q в веществе происходит исчезновение того или иного вида атомного "порядка" (упорядоченной ориентации магнитных или электрических моментов, дальнего порядка в распределении атомов по узлам кристаллической решётки в сплавах и т. п.). Вблизи К. т. в веществе происходят специфические изменения многих физических свойств (например, теплоёмкости, магнитной восприимчивости и др.), достигающие максимума при Т= Q, что обычно и используется для точного определения температуры фазового перехода.