Przykład materiałów magnetycznych

Materiały magnetyczne są ci, którzy są? zdolny do wytwarzania pola siłowego który przyciąga materiały metalowe, Campo zwany także polem magnetycznym.

Magnetyzm

Magnetyzm to pojemność materiału wytwarzać pole magnetyczne magnetic, która będzie odpowiedzialna za transport metali znajdujących się w jego pobliżu.

Możliwie, że prądy elektryczne wytwarzają pole magnetyczne przechodzi przez materiał, czyniąc go magnetycznym. Zjawisko to nazywa się Elektromagnetyzm. Oprócz tej opcji istnieją materiały naturalne lub syntetyczne, które wytwarzają pole magnetyczne.

Pola wytwarzane przez materiały magnetyczne pochodzą z dwóch źródeł atomowych: orbitalne momenty kątowe Tak spin elektronów, że będąc w ciągłym ruchu w materiale, doświadczają sił przed przyłożonym polem magnetycznym.

Właściwości magnetyczne materiału mogą się zmieniać przez mieszanie lub stapianie z innymi pierwiastkami, gdzie są one zmieniane przez interakcje między atomami.

Na przykład materiał niemagnetyczny, taki jak aluminium, może zachowywać się jak materiał magnetyczny w materiałach takich jak Alnico (aluminium-nikiel-kobalt) lub mieszanka mangan-aluminium-węgiel.

Również, materiał niemagnetyczny może przyjąć tę charakterystykę przez Praca mechaniczna lub inny źródło stresu to zmienia geometrię sieci krystalicznej, która pierwotnie ją pokrywała.

Momenty magnetyczne

Cały materiał składa się z atomy zawierające ruchome elektrony. Przyłożone do niego pole magnetyczne zawsze działa na elektrony rozpatrywane indywidualnie. Daje to początek efektowi zwanemu diamagnetyzmem. Jest to zjawisko dobrze znane i zależy wyłącznie od ruchu elektronów.

Elektrony będą miały Moment magnetycznyco to jest praca wykonana przez nich w celu stworzenia pola magnetycznego. Moment magnetyczny może być Orbitalny, ze względu na ruch elektronów wokół rdzenia, lub Samoistna lub spinowa, która wynika z spinu samego elektronu.

Na poziomie atomu łączenie momentów magnetycznych, wnoszone przez elektrony do atomu lub cząsteczki, której są częścią, daje wynikowy moment magnetyczny atomowi lub cząsteczce.

Gdy występuje wypadkowy moment atomowy lub cząsteczkowy, momenty magnetyczne mają tendencję do wyrównywania się z przyłożonym polem (lub z polami wytworzonymi przez sąsiednie momenty magnetyczne), co powoduje Paramagnetyzm.

Jednocześnie energia cieplna obecna wszędzie ma tendencję do losowego orientowania momentów magnetyczne, tak aby względna intensywność wszystkich tych efektów determinowała zachowanie materiał. W materiale nienamagnesowanym momenty magnetyczne są zorientowane losowo.

Przepuszczalność magnetyczna

Materiały magnetyczne charakteryzują się Przepuszczalność µ, który jest relacją między pole indukcji magnetycznej (ten, który jest wniesiony) i pole magnetyczne w materiale:

Zachowania magnetyczne

Materiały, które można modyfikować za pomocą pola magnetycznego, mogą zachowywać się na różne sposoby, w tym główne z nich to diamagnetyzm, paramagnetyzm, ferromagnetyzm, antyferromagnetyzm i Ferrimagnetyzm.

Diamagnetyzm

Diamagnetyzm jest efektem, który opiera się na interakcji między przyłożonym polem a ruchomymi elektronami materiału.

Materiały diamagnetyczne są słabo namagnesować w przeciwnym kierunku przyłożonego pola magnetycznego. Okazuje się, że na ciele pojawia się siła odpychająca w stosunku do przyłożonego pola.

Przykładami materiałów diamagnetycznych są miedź i hel.

Paramagnetyzm

Materiały Paramagnetyczny charakteryzują się atomami o a moment magnetyczny netto, które zwykle są ustawione równolegle do zastosowanego pola. Właściwości paramagnetyzmu są następujące.

Materiały paramagnetyczne są słabo namagnesowane w tym samym kierunku niż przyłożone pole magnetyczne. Okazuje się, że w stosunku do przyłożonego pola na ciele pojawia się siła przyciągania.

Intensywność reakcji jest bardzo mała, a efekty są praktycznie niemożliwe do wykrycia z wyjątkiem skrajnie niskich temperatur lub bardzo silnych pól przyłożonych.

Przykładami materiałów paramagnetycznych są aluminium i sód. Różne warianty paramagnetyzmu występują w zależności od struktury krystalicznej materiału, który indukuje oddziaływania magnetyczne między sąsiednimi atomami.

Ferromagnetyzm

W materiałach Ferromagnetyczny poszczególne momenty magnetyczne dużych grup atomów lub cząsteczek pozostają ze sobą w zgodzie dzięki silnemu sprzężeniu, nawet przy braku pola zewnętrznego.

Te grupy nazywają się Domeny, i działają jak mały magnes trwały. Domeny są tworzone w celu zminimalizowania energii magnetycznej między nimi.

W przypadku braku przyłożonego pola, domeny mają losowo rozłożone momenty magnetyczne netto. Kiedy stosowane jest pole zewnętrzne, domeny mają tendencję do wyrównywania się z polem. To wyrównanie może pozostać w niektórych przypadkach bardzo silnego sprzężenia po usunięciu pola, tworząc magnes trwały. Pobudzenie termiczne ma tendencję do nierównego wyrównania domen.

Materiały ferromagnetyczne są silnie namagnesowane w tym samym kierunku co pole magnetyczne stosowany. W ten sposób na ciele pojawia się siła przyciągania w stosunku do przyłożonego pola.

W normalnej temperaturze energia cieplna na ogół nie wystarcza do rozmagnesowania namagnesowanego materiału. Jednak powyżej pewnej temperatury, zwanej Temperaturą Curie, materiał staje się paramagnetyczny.

Jednym ze sposobów rozmagnesowania materiału ferromagnetycznego jest zatem podgrzej go powyżej tej temperatury.

Przykładami materiałów ferromagnetycznych są żelazo, kobalt, nikiel i stale.

Antyferromagnetyzm

Materiały Antyferromagnetyczny mają stan naturalny, w którym spiny sąsiednich atomów są przeciwne, tak że wypadkowy moment magnetyczny wynosi zero. Ten naturalny stan utrudnia namagnesowanie materiału.

Prostym przykładem jest fluorek manganu (MnF). Powyżej temperatury krytycznej, zwanej temperaturą Neela, materiał antyferromagnetyczny staje się paramagnetyczny.

Innym przykładem materiału antyferromagnetycznego jest chrom.

Ferrimagnetyzm

Materiały Ferrimagnetyczny są podobne do antyferromagnetyków, z wyjątkiem tego, że naprzemienne rodzaje atomów są różne, takie jak na przykład przez istnienie dwóch przeplatanych podsieci krystalicznych i momentów magnetycznych różne.

Więc jest namagnesowanie siatki, które w niektórych przypadkach może być bardzo intensywne. Magnetyt Od czasów starożytnych znany jest jako materiał magnetyczny. Jest jednym z tlenków żelaza (Fe₃LUB₄) i ma konstrukcję o układzie sześciennym. Innymi przykładami materiałów ferrimagnetycznych są ferryty.

Magnesy

Zwykle nazywa się to Magnes do dowolnego obiektu, który wytwarza zewnętrzne pole magnetyczne. ZA trwały magnes jest materiałem, który po umieszczeniu w wystarczająco silnym polu magnetycznym wytwarza nie tylko własne lub indukowane pole magnetyczne, ale także nadal wytwarza pole indukowane nawet po usunięciu z zastosowanego pola.

Ta właściwość nie zmienia się ani nie osłabia z czasem, z wyjątkiem gdy magnes jest poddawany zmianom temperatury, rozmagnesowaniu pól, naprężeniom mechanicznymitp. Zdolność materiału do wytrzymywania bez zmian właściwości magnetycznych różnego rodzaju środowisk i warunków pracy określa rodzaje zastosowań, w których może być używany.

Jest nazwany Miękki materiał magnetyczny do tego, który traci swoje namagnesowanie, gdy zewnętrzne pole, które go wytworzyło, zostaje wycofane. Przydaje się do transportu, koncentracji lub kształtowania pól magnetycznych.

Twarde materiały magnetyczne są to te, które podtrzymują namagnesowanie nawet usuwając przyłożone pole. Służą do produkcji magnesów trwałych.

Przykłady materiałów magnetycznych

1. Alnico Mix (Aluminium-Nikiel-Kobalt)
2. Mieszanka manganowo-aluminiowo-węglowa
3. Miedź (diamagnetyczna)
4. Hel (diamagnetyczny)
5. Aluminium (paramagnetyczne)
6. Sód (paramagnetyczny)
7. Żelazo (ferromagnetyczne)
8. Kobalt (ferromagnetyczny)
9. Nikiel (ferromagnetyczny)
10. Stale (ferromagnetyczne)
11. Fluorek Magnezu MnF (antyferromagnetyczny)
12. Chrom (antyferromagnetyczny)
13. Wiara magnetytowa₃LUB₄ (ferrimagnetyczny)
14. Ferryty (ferrimagnetyczne)