Παράδειγμα μαγνητικών υλικών

ο Μαγνητικά υλικά είναι αυτοί που είναι ικανός να παράγει ένα πεδίο δύναμης που προσελκύει μεταλλικά υλικά, Campo ονομάζεται επίσης Μαγνητικό Πεδίο.

Μαγνητισμός

ο Μαγνητισμός είναι η ικανότητα ενός υλικού παράγουν ένα μαγνητικό πεδίο, το οποίο θα είναι υπεύθυνο για τη μεταφορά των μετάλλων που βρίσκονται κοντά του.

Είναι δυνατό να Τα ηλεκτρικά ρεύματα παράγουν ένα μαγνητικό πεδίο διέρχεται από ένα υλικό, καθιστώντας το μαγνητικό. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται Ηλεκτρομαγνητισμός. Εκτός από αυτήν την επιλογή, υπάρχουν φυσικά ή συνθετικά υλικά που δημιουργούν μαγνητικό πεδίο.

Τα πεδία που δημιουργούνται από μαγνητικά υλικά προέρχονται από δύο ατομικές πηγές: το τροχιακές γωνιακές στιγμές Γ περιστροφή ηλεκτρονίων, ότι σε συνεχή κίνηση στο υλικό, βιώνουν δυνάμεις πριν από ένα μαγνητικό πεδίο που εφαρμόζεται.

Τα μαγνητικά χαρακτηριστικά ενός υλικού μπορούν να αλλάξουν με ανάμιξη ή κράμα με άλλα στοιχεία, όπου μεταβάλλονται από τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ατόμων.

Για παράδειγμα, ένα μη μαγνητικό υλικό όπως το αλουμίνιο μπορεί να συμπεριφέρεται ως μαγνητικό υλικό σε υλικά όπως το μίγμα Alnico (αλουμίνιο-νικέλιο-κοβάλτιο) ή μαγγάνιο-αλουμίνιο-άνθρακας.

Επίσης, μη μαγνητικό υλικό μπορεί να πάρει αυτό το χαρακτηριστικό διά μέσου μηχανική εργασία Ή άλλο πηγή στρες που αλλάζει τη γεωμετρία του κρυσταλλικού δικτυωτού πλέγματος που τη συμμορφώνει αρχικά.

Μαγνητικές στιγμές

Όλο το υλικό αποτελείται από άτομα που περιέχουν κινητά ηλεκτρόνια. Ένα μαγνητικό πεδίο που εφαρμόζεται σε αυτό ενεργεί πάντα στα ηλεκτρόνια που εξετάζονται ξεχωριστά. Αυτό δημιουργεί το αποτέλεσμα που ονομάζεται Διαμαγνητισμός. Αυτό είναι ένα πολύ γνωστό φαινόμενο και εξαρτάται αποκλειστικά από την κίνηση των ηλεκτρονίων.

Τα ηλεκτρόνια θα έχουν ένα Μαγνητική στιγμή, τι είναι ένα δουλειά που πραγματοποίησαν για να δημιουργήσουν ένα μαγνητικό πεδίο. Η μαγνητική στιγμή μπορεί να είναι Τροχιακή, λόγω της κίνησης των ηλεκτρονίων γύρω από τον πυρήνα, ή Ενδογενής ή περιστροφή, η οποία οφείλεται στην περιστροφή του ίδιου του ηλεκτρονίου.

Στο επίπεδο του ατόμου, η συναρμολόγηση των μαγνητικών στιγμών, που συνεισφέρουν τα ηλεκτρόνια στο άτομο ή το μόριο του οποίου αποτελούν μέρος, δίνει μια προκύπτουσα μαγνητική ροπή στο άτομο ή το μόριο.

Όταν υπάρχει καθαρή ατομική ή μοριακή ροπή, οι μαγνητικές ροπές τείνουν να ευθυγραμμίζονται με το εφαρμοζόμενο πεδίο (ή με τα πεδία που δημιουργούνται από γειτονικές μαγνητικές ροπές), με αποτέλεσμα το αποτέλεσμα Παραμαγνητισμός.

Ταυτόχρονα, η θερμική ενέργεια που υπάρχει παντού τείνει να προσανατολίζει τυχαία τις στιγμές έτσι ώστε η σχετική ένταση όλων αυτών των επιδράσεων να καθορίσει τη συμπεριφορά του υλικό. Σε ένα μη μαγνητισμένο υλικό οι μαγνητικές ροπές είναι τυχαία προσανατολισμένες.

Μαγνητική διαπερατότητα

Τα μαγνητικά υλικά χαρακτηρίζονται από αυτά Διαπερατότητα μ, η οποία είναι η σχέση μεταξύ μαγνητικό πεδίο επαγωγής (αυτό που συνεισφέρεται) και το μαγνητικό πεδίο μέσα στο υλικό:

Μαγνητικές συμπεριφορές

Τα υλικά που μπορούν να τροποποιηθούν με μαγνητικό πεδίο μπορούν να συμπεριφερθούν με διάφορους τρόπους, όπως οι κυριότεροι είναι Διαμαγνητισμός, Παραμαγνητισμός, Φερομαγνητισμός, Αντιαερομαγνητισμός και Φεριμαγνητισμός.

Διαμαγνητισμός

ο Διαμαγνητισμός είναι ένα αποτέλεσμα που βασίζεται στην αλληλεπίδραση μεταξύ του εφαρμοσμένου πεδίου και των κινητών ηλεκτρονίων του υλικού.

Τα διαγνωστικά υλικά είναι μαγνητίζουν ασθενώς προς την αντίθετη κατεύθυνση αυτό του εφαρμοζόμενου μαγνητικού πεδίου. Το αποτέλεσμα είναι ότι μια απωστική δύναμη εμφανίζεται στο σώμα σε σχέση με το εφαρμοζόμενο πεδίο.

Παραδείγματα διαμαγνητικών υλικών είναι ο χαλκός και το ήλιο.

Παραμαγνητισμός

Τα υλικά Παραμαγνητικός χαρακτηρίζονται από άτομα με α καθαρή μαγνητική ροπή, τα οποία συνήθως ευθυγραμμίζονται παράλληλα με ένα εφαρμοσμένο πεδίο. Οι ιδιότητες του παραμαγνητισμού έχουν ως εξής.

Παραμαγνητικά υλικά μαγνητίζονται ασθενώς προς την ίδια κατεύθυνση από το εφαρμοζόμενο μαγνητικό πεδίο. Αποδεικνύεται ότι μια ελκυστική δύναμη εμφανίζεται στο σώμα σε σχέση με το εφαρμοζόμενο πεδίο.

Η ένταση της απόκρισης είναι πολύ μικρή και τα αποτελέσματα είναι πρακτικά αδύνατο να ανιχνευθούν εκτός από εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες ή πολύ ισχυρά εφαρμοζόμενα πεδία.

Παραδείγματα παραμαγνητικών υλικών είναι το αργίλιο και το νάτριο. Διαφορετικές παραλλαγές παραμαγνητισμού εμφανίζονται ως συνάρτηση της κρυσταλλικής δομής του υλικού, η οποία προκαλεί μαγνητικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ γειτονικών ατόμων.

Φερομαγνητισμός

Στα υλικά Σιδηρομαγνητικά τις μεμονωμένες μαγνητικές ροπές μεγάλων ομάδων ατόμων ή μορίων μένουν ευθυγραμμισμένοι μεταξύ τους λόγω ισχυρής ζεύξης, ακόμη και απουσία εξωτερικού πεδίου.

Αυτές οι ομάδες καλούνται Τομείςκαι δρουν σαν ένας μικρός μόνιμος μαγνήτης. Τα πεδία σχηματίζονται για να ελαχιστοποιούν τη μαγνητική ενέργεια μεταξύ τους.

Ελλείψει εφαρμοσμένου πεδίου, οι τομείς έχουν κατανεμημένες τυχαία τις καθαρές μαγνητικές ροπές τους. Όταν εφαρμόζεται ένα εξωτερικό πεδίο, οι τομείς τείνουν να ευθυγραμμίζονται με το πεδίο. Αυτή η ευθυγράμμιση μπορεί να παραμείνει σε ορισμένες περιπτώσεις πολύ ισχυρού συνδέσμου όταν αφαιρείται το πεδίο, δημιουργώντας έναν μόνιμο μαγνήτη. Η θερμική ανάδευση τείνει να μην ευθυγραμμίζει τους τομείς.

Σιδηρομαγνητικά υλικά μαγνητίζονται έντονα στην ίδια κατεύθυνση με το μαγνητικό πεδίο εφαρμοσμένος. Έτσι, μια ελκυστική δύναμη εμφανίζεται στο σώμα σε σχέση με το εφαρμοζόμενο πεδίο.

Σε κανονική θερμοκρασία, η θερμική ενέργεια γενικά δεν επαρκεί για απομαγνητισμό μαγνητισμένου υλικού. Ωστόσο, πάνω από μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, που ονομάζεται Curie Temperature, το υλικό γίνεται παραμαγνητικό.

Ένας τρόπος απομαγνητισμού ενός σιδηρομαγνητικού υλικού είναι τότε θερμάνετε το πάνω από αυτήν τη θερμοκρασία.

Παραδείγματα σιδηρομαγνητικών υλικών είναι ο σίδηρος, το κοβάλτιο, το νικέλιο και οι χάλυβες.

Αντιμυρωμαγνητισμός

Τα υλικά Αντιαερομαγνητικό Έχουν μια φυσική κατάσταση στην οποία οι ατομικές περιστροφές των γειτονικών ατόμων είναι αντίθετες, έτσι ώστε η καθαρή μαγνητική ροπή να είναι μηδέν. Αυτή η φυσική κατάσταση δυσκολεύει το μαγνητισμό του υλικού.

Το φθοριούχο μαγγάνιο (MnF) είναι ένα απλό παράδειγμα. Πάνω από μια κρίσιμη θερμοκρασία, που ονομάζεται θερμοκρασία Neel, ένα αντι-μαγνητικό υλικό γίνεται παραμαγνητικό.

Ένα άλλο παράδειγμα αντι-μαγνητικού υλικού είναι το χρώμιο.

Φεριμαγνητισμός

Τα υλικά Ferrimagnetic είναι παρόμοια με τα αντι-μαγνητικά, εκτός από το ότι τα είδη εναλλασσόμενου ατόμου είναι διαφορετικά, όπως για παράδειγμα, με την ύπαρξη δύο αλληλοσυνδεόμενων κρυσταλλικών υποδικτύων και έχουν μαγνητικές ροπές διαφορετικός.

Υπάρχει λοιπόν ένα καθαρή μαγνητοποίηση, η οποία μπορεί να είναι πολύ έντονη σε περιπτώσεις. ο Μαγνήτης Είναι γνωστό ως μαγνητικό υλικό από την αρχαιότητα. Είναι ένα από τα οξείδια του σιδήρου (Fe₃Ή₄) και έχει κυβική δομή διάταξης. Άλλα παραδείγματα σιδηρομαγνητικών υλικών είναι οι φερρίτες.

Οι μαγνήτες

Συνήθως καλείται Μαγνήτης σε οποιοδήποτε αντικείμενο που παράγει ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. ΕΝΑ μόνιμος μαγνήτης είναι ένα υλικό που, όταν τοποθετείται σε ένα αρκετά ισχυρό μαγνητικό πεδίο, όχι μόνο παράγει το δικό του ή επαγόμενο μαγνητικό πεδίο, αλλά και συνεχίζει να παράγει επαγόμενο πεδίο ακόμα και μετά την κατάργησή του από το εφαρμοσμένο πεδίο.

Αυτή η ιδιότητα δεν τροποποιείται ή αποδυναμώνεται με την πάροδο του χρόνου εκτός όταν ο μαγνήτης υπόκειται σε αλλαγές θερμοκρασίας, πεδία απομαγνητισμού, μηχανικές καταπονήσεις, και τα λοιπά. Η ικανότητα του υλικού να αντέχει χωρίς αλλαγές στις μαγνητικές του ιδιότητες διάφοροι τύποι περιβάλλοντος και συνθήκες εργασίας καθορίζει τους τύπους εφαρμογών στις οποίες μπορεί να χρησιμοποιηθεί.

Ονομάζεται Μαλακό μαγνητικό υλικό σε αυτόν που χάνει τη μαγνητισμό του όταν αποσύρεται το εξωτερικό πεδίο που το παρήγαγε. Είναι χρήσιμο για τη μεταφορά, τη συγκέντρωση ή τη διαμόρφωση μαγνητικών πεδίων.

ο Σκληρά μαγνητικά υλικά είναι εκείνοι που υποστηρίζουν τη μαγνητισμό ακόμη και αφαιρώντας το εφαρμοσμένο πεδίο. Χρησιμοποιούνται για την κατασκευή μόνιμων μαγνητών.

Παραδείγματα μαγνητικών υλικών

1. Alnico Mix (Αλουμίνιο-Νικέλιο-Κοβάλτιο)
2. Μίγμα μαγγανίου-αλουμινίου-άνθρακα
3. Χαλκός (Διαμαγνητικός)
4. Ήλιο (Διαγνωστικό)
5. Αλουμίνιο (Παραμαγνητικό)
6. Νάτριο (Παραμαγνητικό)
7. Σίδηρος (σιδηρομαγνητικό)
8. Κοβάλτιο (σιδηρομαγνητικό)
9. Νικέλιο (σιδηρομαγνητικό)
10. Χάλυβες (σιδηρομαγνητικοί)
11. Μαγνήσιο φθοριούχο MnF (αντιφρονομαγνητικό)
12. Χρώμιο (Αντιφιλομαγνητικό)
13. Μαγνητική πίστη₃Ή₄ (Ferrimagnetic)
14. Φερίτες (Ferrimagnetic)