1.3.4　Fe的电子壳层和电子轨道，合金的磁性

——斯拉特-泡利（Slater-Pauling）曲线

质量为m，电荷为e的电子的轨道运动和自旋运动如图1-17所示。

图1-17　质量为m，电荷为e的电子的轨道运动和自旋运动

由元素周期表上相互接近的元素组成的合金，其平均磁矩是外层电子数的函数。将3d过渡金属二元合金的磁矩对每个原子平均电子数（e/a）作图，得到的曲线称为Slater-Pauling曲线（图1-18）。

图1-18　 3d过渡金属二元合金的Slater-Pauling曲线

3d过渡族金属二元合金的磁矩对每个原子平均电子数(e/a)的作图

铁磁性元素Fe、Co、Ni为3d过渡元素的最后三个，其3d电子按洪特规则和泡利不相容原理排布，存在不成对电子，由此产生原子磁矩。以Fe-Co系统（图中用黑点表示）为例，从Fe的2.12开始，随着Co含量的增加，原子磁矩增加，成分正好为Fe70Co30时取最大值，大约为2.5μB （μB为玻尔磁子），而后下降。根据Slater-Pauling曲线可以得出如下结论：

（1）迄今为止，由合金化所能达到的原子磁矩，最大值约为2.5μB；

（2）合金由元素周期表上相接近的元素组成时，其原子磁矩与合金元素无关，仅取决于平均电子数;

（3）当比Cr的电子数少（3d轨道电子数不足5）时，不会产生铁磁性。