דוגמה לחומרים מגנטיים

ה חומרים מגנטיים הם אלו שכן מסוגל לייצר שדה כוח שמושך חומרים מתכתיים, קמפו נקרא גם שדה מגנטי.

מַגנֶטִיוּת

ה מַגנֶטִיוּת הוא היכולת של חומר של לייצר שדה מגנטי, אשר יהיה אחראי על הובלת המתכות הקרובות אליו.

יתכן ש זרמים חשמליים מייצרים שדה מגנטי עובר דרך חומר, הופך אותו למגנטי. תופעה זו נקראת אלקטרומגנטיות. בנוסף לאפשרות זו, ישנם חומרים טבעיים או שנוצרו בצורה סינתטית, היוצרים שדה מגנטי.

השדות הנוצרים על ידי חומרים מגנטיים מגיעים משני מקורות אטומיים: רגעים זוויתיים מסלוליים י סיבוב של אלקטרונים, בהיותם בתנועה רציפה בחומר, הם חווים כוחות לפני שדה מגנטי שמופעל.

המאפיינים המגנטיים של חומר יכולים להשתנות על ידי ערבוב או סגסוג עם אלמנטים אחרים, שם הם משתנים על ידי האינטראקציות בין האטומים.

לדוגמא, חומר לא מגנטי כמו אלומיניום יכול להתנהג כחומר מגנטי בחומרים כמו אלניקו (אלומיניום-ניקל-קובלט) או תערובת מנגן-אלומיניום-פחמן.

גַם, חומר שאינו מגנטי יכול לקבל מאפיין זה דרך עבודה מכנית או אחר מקור לחץ שמשנה את הגיאומטריה של סריג הקריסטל שהרכיב אותו במקור.

רגעים מגנטיים

כל החומר מורכב מ אטומים המכילים אלקטרונים ניידים

. שדה מגנטי המופעל עליו פועל תמיד על האלקטרונים הנחשבים בנפרד. זה מוליד את האפקט שנקרא Diamagnetism. זו תופעה ידועה והיא תלויה אך ורק בתנועת האלקטרונים.

לאלקטרונים יהיה רגע מגנטי, מה זה עבודה שביצעהם כדי ליצור שדה מגנטי. הרגע המגנטי יכול להיות מסלולית, עקב תנועת אלקטרונים סביב הליבה, או פנימי או ספין, אשר נובע מסיבוב של האלקטרון עצמו.

ברמת האטום, שחבור של רגעים מגנטיים, שתרמו אלקטרונים לאטום או למולקולה שהם חלק מהם, נותן רגע מגנטי שנוצר לאטום או למולקולה.

כשיש רגע אטומי או מולקולרי נטו, הרגעים המגנטיים נוטים להתיישר עם השדה המיושם (או עם השדות שנוצרים על ידי רגעים מגנטיים שכנים), וכתוצאה מכך ההשפעה של פרמגנטיות.

יחד עם זאת, האנרגיה התרמית הקיימת בכל מקום נוטה לכוון את הרגעים באופן אקראי מגנטי, כך שהעוצמה היחסית של כל ההשפעות הללו תקבע את התנהגות ה - חוֹמֶר. בחומר שאינו ממגנט הרגעים המגנטיים מכוונים באופן אקראי.

חדירות מגנטית

חומרים מגנטיים מאופיינים שלהם חדירות µ, שהוא הקשר בין שדה אינדוקציה מגנטי (זה שתורם) ואת שדה מגנטי בתוך החומר:

התנהגויות מגנטיות

חומרים הניתנים לשינוי באמצעות שדה מגנטי יכולים להתנהג בדרכים שונות, כולל העיקריים שבהם הם Diamagnetism, Paramagnetism, Ferromagnetism, Antiferromagnetism, and Ferrimagnetism.

דיאמגנטיות

ה דיאמגנטיות היא השפעה ש מבוסס על האינטראקציה בין השדה המיושם לבין האלקטרונים הניידים של החומר.

חומרים דיאמגנטיים הם ממגנטות חלשות בכיוון ההפוך זה של השדה המגנטי המופעל. התוצאה היא שכוח דוחה מופיע על הגוף ביחס לשדה המיושם.

דוגמאות לחומרים דיאמגנטיים הם נחושת והליום.

פרמגנטיות

החומרים פרמגנטית מאופיינים באטומים עם a רגע מגנטי נטו, אשר בדרך כלל מיושרים במקביל לשדה מיושם. המאפיינים של פרמגנטיות הם כדלקמן.

חומרים פרמגנטיים ממוגנטים חלש באותו כיוון מאשר השדה המגנטי המופעל. מתברר שכוח משיכה מופיע על הגוף ביחס לשדה המיושם.

עוצמת התגובה קטנה מאוד, ואי אפשר לזהות את ההשפעות למעט בטמפרטורות נמוכות במיוחד או בשדות מוחלים חזקים מאוד.

דוגמאות לחומרים פרמגנטיים הם אלומיניום ונתרן. וריאציות שונות של פרמגנטיות מתרחשות כפונקציה של המבנה הגבישי של החומר, המשרה אינטראקציות מגנטיות בין אטומים שכנים.

פרומגנטיות

בחומרים פרומגנטית הרגעים המגנטיים האינדיבידואליים של קבוצות גדולות של אטומים או מולקולות הם נשארים בקו אחד עם השני עקב צימוד חזק, גם בהעדר שדה חיצוני.

קבוצות אלה נקראות תחומיםוהם מתנהגים כמו מגנט קבוע קטן. התחומים נוצרים כדי למזער את האנרגיה המגנטית ביניהם.

בהעדר שדה יישומי, התחומים מחולקים באופן אקראי את הרגעים המגנטיים שלהם. כאשר מוחל שדה חיצוני, התחומים נוטים ליישר קו עם השדה. יישור זה יכול להישאר במקרים מסוימים של צימוד חזק מאוד כאשר מסירים את השדה, ויוצרים מגנט קבוע. תסיסה תרמית נוטה ליישר נכון את התחומים.

חומרים פרומגנטיים ממוגנטים מאוד באותו כיוון כמו השדה המגנטי הוחל. לפיכך, כוח אטרקטיבי מופיע על הגוף ביחס לשדה המיושם.

בטמפרטורה נורמלית, אנרגיה תרמית בדרך כלל אינה מספיקה בכדי להסיר מגנטיות של חומר ממוגנט. עם זאת, מעל טמפרטורה מסוימת, המכונה טמפרטורת הקירי, החומר הופך לפרמגנטי.

אחת הדרכים להוריד מגנטיות של חומר פרומגנטי היא אז לחמם אותו מעל לטמפרטורה זו.

דוגמאות לחומרים פרומגנטיים הם ברזל, קובלט, ניקל ופלדות.

אנטיפרומגנטיות

החומרים אנטי-מגנטית יש להם מצב טבעי בו הסיבובים האטומיים של האטומים הסמוכים הם הפוכים, כך שהרגע המגנטי הנקי הוא אפס. מצב טבעי זה מקשה על החומר להתמגנט.

פלואוריד מנגן (MnF) הוא דוגמה פשוטה. מעל לטמפרטורה קריטית, המכונה טמפרטורת ניל, חומר אנטי-מגנטי הופך לפאר-מגנטי.

דוגמה נוספת לחומר אנטי-מגנטי היא כרום.

Ferrimagnetism

החומרים Ferrimagnetic דומים לאנטי-מגנטיקה, אלא שמיני האטומים המתחלפים שונים, כגון למשל, על ידי קיומן של שתי רשתות משנה גבישיות משולבות ויש להן רגעים מגנטיים שונה.

אז יש מגנטיזציה נטו, שיכולה להיות אינטנסיבית מאוד במקרים. ה מגנטיט זה היה ידוע כחומר מגנטי עוד מימי קדם. זהו אחד מתחמוצות הברזל (Fe₃אוֹ₄) ומבנה עם סידור מעוקב. דוגמאות נוספות לחומרים פרי-מגנטיים הן פריטים.

המגנטים

זה נקרא בדרך כלל מַגנֵט לכל אובייקט ש מייצר שדה מגנטי חיצוני. א מגנט קבוע הוא חומר שכאשר הוא ממוקם בשדה מגנטי חזק מספיק, הוא לא רק מייצר שדה מגנטי משלו או המושרה, אלא גם ממשיך לייצר שדה מושרה גם לאחר שהוסר מהשדה שהוחל.

נכס זה אינו משתנה או מוחלש לאורך זמן, למעט כאשר המגנט נתון לשינויי טמפרטורה, שדות demagnetizing, לחצים מכניים, וכו. יכולתו של החומר לעמוד ללא שינויים בתכונותיו המגנטיות סוגים שונים של סביבות ותנאי עבודה מגדירים את סוגי היישומים בהם ניתן להשתמש בהם.

נקרא חומר מגנטי רך לזה שמאבד את המגנטיזציה שלו כאשר השדה החיצוני שייצר אותו נסוג. זה שימושי להובלה, ריכוז או עיצוב שדות מגנטיים.

ה חומרים מגנטיים קשים הם אלה המקיימים את המגנטיזציה אפילו מסירים את השדה המיושם. הם משמשים לייצור מגנטים קבועים.

דוגמאות לחומרים מגנטיים

1. תערובת אלניקו (אלומיניום-ניקל-קובלט)
2. תערובת מנגן-אלומיניום-פחמן
3. נחושת (דיאמגנטית)
4. הליום (דיאמגנטי)
5. אלומיניום (פרמגנטי)
6. נתרן (פרמגנטי)
7. ברזל (פרומגנטי)
8. קובלט (פרומגנטי)
9. ניקל (פרומגנטי)
10. פלדות (פרומגנטיות)
11. מגנזיום פלואוריד MnF (אנטיפרומגנטי)
12. כרום (אנטירומגנטי)
13. אמונה מגנטיט₃אוֹ₄ (פרימגנטי)
14. פריטים (פרימגנטית)