Exemple de matériaux magnétiques

Les Matériaux magnétiques sont ceux qui sont capable de produire un champ de force qui attire les matériaux métalliques, Campo aussi appelé champ magnétique.

Magnétisme

le Magnétisme est la capacité d'un matériau de produire un champ magnétique, qui se chargera de transporter les métaux qui lui sont proches.

Il est possible que les courants électriques produisent un champ magnétique traversant un matériau, le rendant magnétique. Ce phénomène est appelé Électromagnétisme. En plus de cette option, il existe des matériaux naturels ou synthétiques, qui créent un champ magnétique.

Les champs créés par les matériaux magnétiques proviennent de deux sources atomiques: le moments angulaires orbitaux Oui spin des électrons, qu'étant en mouvement continu dans le matériau, ils subissent des forces devant un champ magnétique qui leur est appliqué.

Les caractéristiques magnétiques d'un matériau peuvent changer en se mélangeant ou en s'alliant avec d'autres éléments, où elles sont altérées par les interactions entre les atomes.

Par exemple, un matériau amagnétique tel que l'aluminium peut se comporter comme un matériau magnétique dans des matériaux tels que le mélange Alnico (Aluminium-Nickel-Cobalt) ou Manganèse-Aluminium-Carbone.

Aussi, matériau non magnétique peut prendre cette caractéristique à travers travail mécanique ou autre source de stress qui modifie la géométrie du réseau cristallin qui le conforme à l'origine.

Moments magnétiques

Tout le matériel est composé de atomes contenant des électrons mobiles. Un champ magnétique qui lui est appliqué agit toujours sur les électrons considérés individuellement. Cela donne lieu à l'effet appelé diamagnétisme. C'est un phénomène bien connu, et il dépend uniquement du mouvement des électrons.

Les électrons vont avoir un Moment magnétique, Qu'est-ce qu'un travail effectué par eux pour créer un champ magnétique. Le moment magnétique peut être Orbitale, due au mouvement des électrons autour du noyau, ou Intrinsèque ou spin, qui est dû au spin de l'électron lui-même.

Au niveau de l'atome, l'épissage des moments magnétiques, apportés par les électrons à l'atome ou à la molécule dont ils font partie, donne un moment magnétique résultant à l'atome ou à la molécule.

Lorsqu'il existe un moment atomique ou moléculaire net, les moments magnétiques ont tendance à s'aligner avec le champ appliqué (ou avec les champs créés par les moments magnétiques voisins), ce qui entraîne le Paramagnétisme.

En même temps, l'énergie thermique présente partout tend à orienter aléatoirement les moments magnétique, de sorte que l'intensité relative de tous ces effets déterminera le comportement du Matériel. Dans un matériau non magnétisé, les moments magnétiques sont orientés de manière aléatoire.

Perméabilité magnétique

Les matériaux magnétiques se caractérisent par leur Perméabilité µ, qui est la relation entre champ d'induction magnétique (celui qui est cotisé) et le champ magnétique dans le matériau:

Comportements magnétiques

Les matériaux qui peuvent être modifiés avec un champ magnétique peuvent se comporter de diverses manières, notamment les principaux sont le diamagnétisme, le paramagnétisme, le ferromagnétisme, l'antiferromagnétisme et Ferrimagnétisme.

Diamagnétisme

le Diamagnétisme est un effet qui est basé sur l'interaction entre le champ appliqué et les électrons mobiles du matériel.

Les matériaux diamagnétiques sont magnétiser faiblement dans la direction opposée celui du champ magnétique appliqué. Il s'avère qu'une force répulsive apparaît sur le corps par rapport au champ appliqué.

Des exemples de matériaux diamagnétiques sont le cuivre et l'hélium.

Paramagnétisme

Les matériaux Paramagnétique sont caractérisés par des atomes avec un moment magnétique net, qui sont généralement alignés parallèlement à un champ appliqué. Les propriétés du paramagnétisme sont les suivantes.

Matériaux paramagnétiques sont faiblement magnétisés dans le même sens que le champ magnétique appliqué. Il s'avère qu'une force d'attraction apparaît sur le corps par rapport au champ appliqué.

L'intensité de la réponse est très faible et les effets sont pratiquement impossibles à détecter sauf à des températures extrêmement basses ou à des champs appliqués très forts.

Des exemples de matériaux paramagnétiques sont l'aluminium et le sodium. Différentes variantes du paramagnétisme se produisent en fonction de la structure cristalline du matériau, qui induit des interactions magnétiques entre atomes voisins.

Ferromagnétisme

Dans les matériaux Ferromagnétique les moments magnétiques individuels de grands groupes d'atomes ou de molécules ils restent alignés les uns avec les autres en raison d'un couplage fort, même en l'absence de champ extérieur.

Ces groupes sont appelés Domaines, et ils agissent comme un petit aimant permanent. Les domaines sont formés pour minimiser l'énergie magnétique entre eux.

En l'absence de champ appliqué, les domaines ont leurs moments magnétiques nets distribués aléatoirement. Lorsqu'un champ extérieur est appliqué, les domaines ont tendance à s'aligner sur le champ. Cet alignement peut rester dans certains cas de très fort couplage lorsque le champ est supprimé, créant un aimant permanent. L'agitation thermique a tendance à désaligner les domaines.

Matériaux ferromagnétiques sont fortement magnétisés dans le même sens que le champ magnétique appliqué. Ainsi, une force d'attraction apparaît sur le corps par rapport au champ appliqué.

A température normale, l'énergie thermique n'est généralement pas suffisante pour démagnétiser un matériau magnétisé. Cependant, au-dessus d'une certaine température, appelée température de Curie, le matériau devient paramagnétique.

Une façon de démagnétiser un matériau ferromagnétique est alors chauffer au-dessus de cette température.

Des exemples de matériaux ferromagnétiques sont le fer, le cobalt, le nickel et les aciers.

Antiferromagnétisme

Les matériaux Antiferromagnétique ils ont un état naturel dans lequel les spins atomiques des atomes adjacents sont opposés, de sorte que le moment magnétique net est nul. Cet état naturel rend difficile la magnétisation du matériau.

Le fluorure de manganèse (MnF) est un exemple simple. Au-dessus d'une température critique, appelée température de Neel, un matériau antiferromagnétique devient paramagnétique.

Un autre exemple de matériau antiferromagnétique est le chrome.

Ferrimagnétisme

Les matériaux Ferrimagnétique sont similaires aux antiferromagnétiques, sauf que les espèces d'atomes alternés sont différentes, telles que par exemple, par l'existence de deux sous-réseaux cristallins entrelacés et ayant des moments magnétiques différent.

Il y a donc un magnétisation nette, qui peut être très intense dans les cas. La Magnétite Il est connu comme un matériau magnétique depuis l'Antiquité. C'est l'un des oxydes de fer (Fe₃OU ALORS₄) et a une structure d'arrangement cubique. D'autres exemples de matériaux ferrimagnétiques sont les ferrites.

Les aimants

On l'appelle généralement Aimant à tout objet qui produit un champ magnétique externe. UNE aimant permanent est un matériau qui, lorsqu'il est placé dans un champ magnétique suffisamment puissant, produit non seulement son propre champ magnétique ou un champ magnétique induit, mais aussi continue de produire un champ induit même après avoir été retiré du champ appliqué.

Cette propriété n'est pas altérée ou affaiblie au fil du temps, sauf lorsque l'aimant est soumis à des variations de température, des champs démagnétisants, des contraintes mécaniques, etc. La capacité du matériau à résister sans modification de ses propriétés magnétiques à divers types d'environnements et de conditions de travail définit les types d'applications dans lesquelles il peut être utilisé.

Il s'appelle Matériau magnétique doux à celui qui perd son aimantation lorsque le champ extérieur qui l'a produit est retiré. Il est utile pour transporter, concentrer ou façonner des champs magnétiques.

Les Matériaux magnétiques durs ce sont eux qui maintiennent l'aimantation même en supprimant le champ appliqué. Ils sont utilisés pour la fabrication d'aimants permanents.

Exemples de matériaux magnétiques

1. Mélange Alnico (Aluminium-Nickel-Cobalt)
2. Mélange Manganèse-Aluminium-Carbone
3. Cuivre (diamagnétique)
4. Hélium (diamagnétique)
5. Aluminium (paramagnétique)
6. Sodium (Paramagnétique)
7. Fer (ferromagnétique)
8. Cobalt (Ferromagnétique)
9. Nickel (ferromagnétique)
10. Aciers (ferromagnétiques)
11. Fluorure de magnésium MnF (Antiferromagnétique)
12. Chrome (Antiferromagnétique)
13. Foi magnétite₃OU ALORS₄ (Ferrimagnétique)
14. Ferrites (ferrimagnétiques)