Primer magnetnih materialov

The Magnetni materiali so tisti, ki so sposoben ustvariti Polje sile ki privlači kovinske materiale, Campo imenovano tudi magnetno polje.

Magnetizem

The Magnetizem je zmogljivost materiala ustvarjajo magnetno polje, ki bo zadolžen za vleko kovin, ki so blizu nje.

Možno je, da električni tokovi proizvajajo magnetno polje skozi material, ki postane magneten. Ta pojav se imenuje Elektromagnetizem. Poleg te možnosti obstajajo naravni ali sintetično ustvarjeni materiali, ki ustvarjajo magnetno polje.

Polja, ki jih ustvarjajo magnetni materiali, prihajajo iz dveh atomskih virov: orbitalni kotni momenti Y. spin elektronov, da med neprekinjenim gibanjem v materialu doživljajo sile pred magnetnim poljem, ki se uporabi.

Magnetne značilnosti materiala se lahko spremenijo z mešanjem ali zlitjem z drugimi elementi, kjer se spremenijo zaradi interakcij med atomi.

Na primer, nemagnetni material, kot je aluminij, se lahko obnaša kot magnetni material v materialih, kot je mešanica Alnico (aluminij-nikelj-kobalt) ali mangan-aluminij-ogljik.

Prav tako nemagnetni material lahko prevzame to značilnost skozi mehansko delo ali drugo vir stresa ki spreminja geometrijo kristalne rešetke, ki je prvotno skladna z njo.

Magnetni trenutki

Ves material je sestavljen iz atomi, ki vsebujejo mobilne elektrone. Na njem uporabljeno magnetno polje deluje vedno na elektrone, ki se obravnavajo posamično. To povzroči učinek, imenovan diamagnetizem. To je znan pojav in je odvisen izključno od gibanja elektronov.

Elektroni bodo imeli a Magnetni trenutek, kaj je a delo, ki so ga opravili za ustvarjanje magnetnega polja. Magnetni trenutek je lahko Orbital, zaradi gibanja elektronov okoli jedra, oz Notranji ali spin, ki je posledica vrtenja samega elektrona.

Na ravni atoma, spajanje magnetnih trenutkov, ki jih elektroni prispevajo k atomu ali molekuli, katere del so, daje nastali magnetni moment atomu ali molekuli.

Kadar obstaja neto atomski ali molekularni moment, se magnetni momenti ponavadi poravnajo z uporabljenim poljem (ali s polji, ki jih ustvarjajo sosednji magnetni momenti), kar povzroči učinek Paramagnetizem.

Hkrati povsod prisotna toplotna energija ponavadi naključno orientira trenutke magnetna, tako da bo relativna intenzivnost vseh teh učinkov določala obnašanje material. V nemagnetiziranem materialu so magnetni trenutki naključno usmerjeni.

Magnetna prepustnost

Za magnetne materiale je značilna njihova Prepustnost µ, ki je razmerje med magnetno indukcijsko polje (tisti, ki je prispevan) in magnetno polje znotraj materiala:

Magnetna vedenja

Materiali, ki jih je mogoče spreminjati z magnetnim poljem, se lahko obnašajo na različne načine, tudi Glavni med njimi so diamagnetizem, paramagnetizem, feromagnetizem, antiferromagnetizem in Ferrimagnetizem.

Diamagnetizem

The Diamagnetizem je učinek, ki temelji na interakciji med uporabljenim poljem in mobilnimi elektroni materiala.

Diamagnetni materiali so šibko namagnete v nasprotno smer magnetnega polja. Rezultat tega je, da se na telesu pojavi odbojna sila glede na uporabljeno polje.

Primeri diamagnetnih materialov so baker in helij.

Paramagnetizem

Materiali Paramagnetno so značilni atomi z a neto magnetni moment, ki so običajno poravnani vzporedno z uporabljenim poljem. Lastnosti paramagnetizma so naslednje.

Paramagnetni materiali so šibko magnetizirani v isto smer kot uporabljeno magnetno polje. Rezultat tega je, da se na telesu pojavi privlačna sila glede na uporabljeno polje.

Intenzivnost odziva je zelo majhna in učinkov je praktično nemogoče zaznati, razen pri izredno nizkih temperaturah ali zelo močnih uporabljenih poljih.

Primeri paramagnetnih materialov sta aluminij in natrij. Različne različice paramagnetizma se pojavljajo kot funkcija kristalne strukture materiala, ki povzroča magnetne interakcije med sosednjimi atomi.

Feromagnetizem

V materialih Feromagnetni posamezni magnetni momenti velikih skupin atomov ali molekul ostanejo poravnani drug z drugim zaradi močne sklopke, tudi če ni zunanjega polja.

Te skupine se imenujejo Domenein delujejo kot majhen trajni magnet. Domene so oblikovane tako, da zmanjšajo magnetno energijo med njimi.

Če ni uporabljenega polja, imajo domene svoje magnetne trenutke naključno porazdeljene. Ko je uporabljeno zunanje polje, se domene ponavadi poravnajo s poljem. Ta poravnava lahko ostane v nekaterih primerih zelo močne sklopke, ko se polje odstrani, kar ustvarja trajni magnet. Termično vznemirjenje ponavadi napačno poravna domene.

Feromagnetni materiali so močno magnetizirani v isti smeri kot magnetno polje uporablja. Tako se na telesu pojavi privlačna sila glede na uporabljeno polje.

Pri normalni temperaturi toplotna energija praviloma ne zadošča za razmagnetenje namagnetenega materiala. Vendar nad določeno temperaturo, imenovano Curiejeva temperatura, material postane paramagnetni.

Takrat je en način razmagnetenja feromagnetnega materiala segrejte nad to temperaturo.

Primeri feromagnetnih materialov so železo, kobalt, nikelj in jeklo.

Antiferromagnetizem

Materiali Antiferromagnetno imajo naravno stanje, v katerem so atomski spini sosednjih atomov nasprotni, tako da je neto magnetni moment enak nič. Zaradi tega naravnega stanja material težko namagneti.

Manganov fluorid (MnF) je preprost primer. Nad kritično temperaturo, imenovano temperatura Neela, antiferromagnetni material postane paramagnetni.

Drug primer antiferomagnetnega materiala je krom.

Ferrimagnetizem

Materiali Ferrimagnetna so podobni antiferromagnetikom, le da so izmenične vrste atomov različne, kot npr na primer z obstojem dveh prepletenih kristalnih podmrež in imajo magnetne momente drugačen.

Torej obstaja neto magnetizacije, ki je v primerih lahko zelo intenzivna. The Magnetit Kot magnetni material je znan že v starih časih. Je eden od železovih oksidov (Fe₃ALI₄) in je v strukturi s kubično razporeditvijo. Drugi primeri ferrimagnetnih materialov so feriti.

Magneti

Običajno se imenuje Magnet na kateri koli predmet, ki proizvaja zunanje magnetno polje. A trajni magnet je material, ki v dovolj močnem magnetnem polju ne proizvaja samo lastnega ali induciranega magnetnega polja, temveč tudi še naprej proizvaja inducirano polje tudi po odstranitvi iz uporabljenega polja.

Ta lastnost se sčasoma ne spreminja ali oslabi kadar je magnet izpostavljen temperaturnim spremembam, razmagnetenim poljem, mehanskim napetostimitd. Sposobnost materiala, da brez sprememb v svojih magnetnih lastnostih prenese različna okolja in delovne pogoje, določa vrste aplikacij, v katerih se lahko uporablja.

Je imenovan Mehki magnetni material na tistega, ki izgubi magnetizacijo, ko se umakne zunanje polje, ki ga je ustvarilo. Uporaben je za transport, koncentracijo ali oblikovanje magnetnih polj.

The Trdi magnetni materiali so tisti, ki vzdržujejo magnetizacijo, tudi če odstranijo uporabljeno polje. Uporabljajo se za izdelavo trajnih magnetov.

Primeri magnetnih materialov

1. Alnico mešanica (aluminij-nikelj-kobalt)
2. Mešanica mangana in aluminija z ogljikom
3. Baker (diamagnetni)
4. Helij (diamagnetni)
5. Aluminij (paramagnetni)
6. Natrij (paramagnetni)
7. Železo (feromagnetno)
8. Kobalt (feromagnetni)
9. Nikelj (feromagnetni)
10. Jekla (feromagnetna)
11. Magnezijev fluorid MnF (antiferromagnetni)
12. Krom (antiferromagnetni)
13. Magnetitna vera₃ALI₄ (Ferrimagnetno)
14. Feriti (ferrmagnetni)