Exemplu de materiale magnetice

Materiale magnetice sunt cei care sunt capabil să producă un câmp de forță care atrage materiale metalice, Campo numit și câmp magnetic.

Magnetism

Magnetism este capacitatea unui material de produc un câmp magnetic, care va fi însărcinat cu transportul metalelor care îi sunt aproape.

Este posibil ca curenții electrici produc un câmp magnetic trecând printr-un material, făcându-l magnetic. Acest fenomen se numește Electromagnetismul. În plus față de această opțiune, există materiale naturale sau create sintetic, care creează un câmp magnetic.

Câmpurile create de materiale magnetice provin din două surse atomice: momente unghiulare orbitale Da rotirea electronilor, care fiind în continuă mișcare în material, experimentează forțe înaintea unui câmp magnetic care este aplicat.

Caracteristicile magnetice ale unui material se pot schimba prin amestecarea sau alierea cu alte elemente, unde sunt modificate de interacțiunile dintre atomi.

De exemplu, un material nemagnetic, cum ar fi aluminiul, se poate comporta ca un material magnetic în materiale precum amestecul Alnico (aluminiu-nichel-cobalt) sau mangan-aluminiu-carbon.

De asemenea, materialul nemagnetic poate lua această caracteristică prin munca mecanica sau altul sursa de stres care schimbă geometria rețelei cristaline care o conformează inițial.

Momente magnetice

Tot materialul este compus din atomi care conțin electroni mobili. Un câmp magnetic aplicat asupra acestuia acționează întotdeauna asupra electronilor considerați individual. Acest lucru dă naștere efectului numit Diamagnetism. Acesta este un fenomen bine cunoscut și depinde exclusiv de mișcarea electronilor.

Electronii vor avea un Moment magnetic, ce este un munca depusă de ei pentru a crea un câmp magnetic. Momentul magnetic poate fi Orbital, datorită mișcării electronilor în jurul nucleului sau Intrinsec sau spin, care se datorează spinului electronului însuși.

La nivelul atomului, îmbinarea momentelor magnetice, contribuit de electroni la atomul sau molecula din care fac parte, dă un moment magnetic rezultat atomului sau moleculei.

Când există un moment atomic sau molecular net, momentele magnetice tind să se alinieze cu câmpul aplicat (sau cu câmpurile create de momentele magnetice învecinate), rezultând efectul Paramagnetism.

În același timp, energia termică prezentă pretutindeni tinde să orienteze aleatoriu momentele magnetic, astfel încât intensitatea relativă a tuturor acestor efecte să determine comportamentul material. Într-un material nemagnetizat, momentele magnetice sunt orientate aleatoriu.

Permeabilitate magnetică

Materialele magnetice se caracterizează prin Permeabilitate µ, care este relația dintre câmp de inducție magnetică (cel care este contribuit) și câmp magnetic în interiorul materialului:

Comportamente magnetice

Materialele care pot fi modificate cu un câmp magnetic se pot comporta în diferite moduri, inclusiv principalele sunt Diamagnetismul, Paramagnetismul, Feromagnetismul, Antiferromagnetismul și Ferrimagnetismul.

Diamagnetism

Diamagnetism este un efect care se bazează pe interacțiunea dintre câmpul aplicat și electronii mobili a materialului.

Materialele diamagnetice sunt magnetizează slab în direcția opusă cea a câmpului magnetic aplicat. Rezultatul este că o forță respingătoare apare pe corp în raport cu câmpul aplicat.

Exemple de materiale diamagnetice sunt cuprul și heliul.

Paramagnetism

Materialele Paramagnetic se caracterizează prin atomi cu a moment magnetic net, care sunt de obicei aliniate paralel cu un câmp aplicat. Proprietățile paramagnetismului sunt următoarele.

Materiale paramagnetice sunt slab magnetizate în aceeași direcție decât câmpul magnetic aplicat. Rezultatul este că o forță de atracție apare pe corp în raport cu câmpul aplicat.

Intensitatea răspunsului este foarte mică, iar efectele sunt practic imposibil de detectat, cu excepția temperaturilor extrem de scăzute sau a câmpurilor aplicate foarte puternice.

Exemple de materiale paramagnetice sunt aluminiu și sodiu. Diferite variante ale paramagnetismului apar ca o funcție a structurii cristaline a materialului, care induce interacțiuni magnetice între atomii vecini.

Feromagnetism

În materiale Feromagnetic momentele magnetice individuale ale unor grupuri mari de atomi sau molecule rămân aliniați unul cu celălalt datorită unei cuplări puternice, chiar și în absența unui câmp extern.

Aceste grupuri sunt numite Domenii, și acționează ca un mic magnet permanent. Domeniile sunt formate pentru a minimiza energia magnetică dintre ele.

În absența unui câmp aplicat, domeniile au momentele lor magnetice nete distribuite aleatoriu. Când se aplică un câmp exterior, domeniile tind să se alinieze cu câmpul. Această aliniere poate rămâne în unele cazuri de cuplare foarte puternică atunci când câmpul este eliminat, creând un magnet permanent. Agitația termică tinde să dezalineze domeniile.

Materiale feromagnetice sunt puternic magnetizate în aceeași direcție ca și câmpul magnetic aplicat. Astfel, o forță atractivă apare pe corp în raport cu câmpul aplicat.

La temperatura normală, energia termică nu este, în general, suficientă pentru demagnetizarea unui material magnetizat. Cu toate acestea, peste o anumită temperatură, numită Temperatura Curie, materialul devine paramagnetic.

O modalitate de demagnetizare a unui material feromagnetic este atunci încălziți-l peste această temperatură.

Exemple de materiale feromagnetice sunt fierul, cobaltul, nichelul și oțelurile.

Antiferomagnetism

Materialele Antiferromagnetic au o stare naturală în care rotirile atomice ale atomilor adiacenți sunt opuse, astfel încât momentul magnetic net este zero. Această stare naturală face dificilă magnetizarea materialului.

Fluorul de mangan (MnF) este un exemplu simplu. Peste o temperatură critică, numită temperatura Neel, un material antiferromagnetic devine paramagnetic.

Un alt exemplu de material antiferromagnetic este cromul.

Ferrimagnetismul

Materialele Ferrimagnetic sunt similare cu antiferomagnetice, cu excepția faptului că speciile de atom alternativ sunt diferite, cum ar fi de exemplu, prin existența a două subrețele cristaline întrețesute și au momente magnetice diferit.

Deci există un magnetizare netă, care poate fi foarte intensă în cazuri. Magnetit A fost cunoscut ca material magnetic din cele mai vechi timpuri. Este unul dintre oxizii de fier (Fe₃SAU₄) și este de structură cu aranjament cubic. Alte exemple de materiale ferimagnetice sunt feritele.

Magneții

De obicei se numește Magnet la orice obiect care produce un câmp magnetic extern. A magnet permanent este un material care, atunci când este plasat într-un câmp magnetic suficient de puternic, produce nu numai câmpul magnetic propriu sau indus, ci și continuă să producă câmp indus chiar și după ce a fost eliminat din câmpul aplicat.

Această proprietate nu este modificată sau slăbită în timp, cu excepția când magnetul este supus la schimbări de temperatură, câmpuri de demagnetizare, solicitări mecanice, etc. Capacitatea materialului de a rezista fără modificări ale proprietăților sale magnetice diferitelor tipuri de medii și condiții de lucru definește tipurile de aplicații în care poate fi utilizat.

Se numeste Material magnetic moale la cea care își pierde magnetizarea atunci când câmpul extern care l-a produs este retras. Este util pentru transportul, concentrarea sau modelarea câmpurilor magnetice.

Materiale magnetice dure acestea sunt cele care susțin magnetizarea chiar eliminând câmpul aplicat. Acestea sunt utilizate pentru fabricarea magneților permanenți.

Exemple de materiale magnetice

1. Amestec Alnico (aluminiu-nichel-cobalt)
2. Amestec mangan-aluminiu-carbon
3. Cupru (Diamagnetic)
4. Heliu (Diamagnetic)
5. Aluminiu (Paramagnetic)
6. Sodiu (Paramagnetic)
7. Fier (feromagnetic)
8. Cobalt (feromagnetic)
9. Nichel (feromagnetic)
10. Oțeluri (feromagnetice)
11. Fluorură de magneziu MnF (antiferromagnetică)
12. Crom (antiferromagnetic)
13. Credința magnetitei₃SAU₄ (Ferrimagnetic)
14. Ferite (ferimagnetice)