Geofisica pura e applicata

, Volume 55, Issue 1, pp 77–90 | Cite as

Role of crystalline anisotropy energy on the acquisition of stable remanent magnetization: Inverse type of thermoremanent magnetization

  • Minoru Ozima
  • Mituko Yama-ai
  • Takesi Nagata
Article

Summary

It is found that magnetite can acquire stable and intense remanent magnetization by heating it from −150°C to room temperature in a magnetic field. Because of the inversed direction of the temperature change for acquiring the remanent magnetization, the remanent magnetization may be called «inverse type of TRM (ITRM)». The production of ITRM is most effective near the zero point of the crystalline anisotropy energy of magnetite, namely, at about −125°C for stoichiometric magnetite and at about −165°C for 8% ulvöspinel titanomagnetite. Experimental results show that the crystalline anisotropy energy is a key factor in the acquisition of ITRM. A theory is presented to account for the production of ITRM quantitatively. Assuming that a multidomain magnetite sample consists of numerous elementary domains characterized by the microscopic coercivity and the distribution of the microscopic coercivity is of a Gaussian type, a simple formula.
$$(ITRM)_{T_1 ,H}^{T_2 } = (IRM)_{T_2 ,H} \times \frac{{(H_c (T_2 ))_{bulk} }}{{(H_c (T_1 ))_{bulk} }}$$
is derived as a relation between IRM and ITRM, where\((ITRM)_{T_1 ,H}^{T_2 }\) is ITRM produced by heating the sample fromT1 toT2 inH and(H c (T1)) bulk and(H c (T2)) bulk are the values of the coercivity atT1 andT2 respectively. This formula explains the general feature of ITRM production, the value of ITRM calculated based on this formula agreeing well with the observed one.

Keywords

Magnetite Remanent Magnetization Simple Formula Starke Gaussian Type 

Zusammenfassung

Es wird nachgewiesen, dass der Magnetit eine stabile und starke remanente Magnetisierung bei der Erwärmung von −150°C bis normale Temperatur im magnetischen Feld annehmen kann. Wegen des umgekehrten Temperaturgangs bei der Erzeugung der TRM, wird diese Remanenz die umgekehrte Thermoremanenz (ITRM, die Abkürzung von «Inverse type of TRM») genannt. Die ITRM entwickelt besonders merkwürdig um etwa −125°C bei stoichiometrisches Magnetit und um −165°C bei 8% Ulvöspinel Titanomagnetit, wobei die Energie der Kristallanisotropie des Magnetits verschwindet. Die experimentalen Resultate zeigen gewiss, dass die Energie der Kristallanisotropie eine wichtige Rolle in der Erwerbung von ITRM spielt. Eine Theorie ist hier vorgeschlagen worden, die die Entwicklung von ITRM quantitativ erklärt. Man setzt voraus, dass die Magnetitprobe aus viel elementaren Bezirken besteht, deren Werte der mikroskopischen Koerzivität der Gaussschen Normalverteilung. Dann wird die folgende einfache Gleichung abgeleitet, nämlich
$$(ITRM)_{T_1 ,H}^{T_2 } = (IRM)_{T_2 ,H} \times \frac{{(H_c (T_2 ))_{bulk} }}{{(H_c (T_1 ))_{bulk} }}$$
wobei\((ITRM)_{T_1 ,H}^{T_2 }\) die Magnetisierung bei der Aufheizung der Gesteinsprobe vonT1 bisT2 im magnetischen FeldH ist, und(H c (T2)) bulk und(H c (T1)) bulk sind die Koerzivität umT1 undT2. Diese Beziehung erklärt die allgemeine Eigenschaft der ITRM, und die von der Gleichung gerechnete Intensität der ITRM stimmen mit dem experimentalen Wert überein.

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Copyright information

© Istituto Geofisico Italiano 1963

Authors and Affiliations

  • Minoru Ozima
  • Mituko Yama-ai
  • Takesi Nagata
    • 1
  1. 1.Geophysical InstituteUniversity of TokyoTokyoJapan

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