Avhengig av de magnetiske egenskapene er stoffene diamagneter, paramagneter og ferromagneter. Og det er det ferromagnetiske materialet som har spesielle egenskaper som skiller seg fra resten.
Hva slags materiale er dette og hvilke egenskaper har det
Et ferromagnetisk materiale (eller ferromagnet) er et stoff som er i en fast krystallinsk eller amorf tilstand, som magnetiseres i fravær av noe magnetisk felt bare ved en lav kritisk temperatur, dvs. ved en temperatur under Curie-punktet. Den magnetiske følsomheten til dette materialet er positiv og overstiger enhet. Noen ferromagneter kan ha spontan magnetisering, hvis styrke vil avhenge av eksterne faktorer. Slike materialer har blant annet utmerket magnetisk permeabilitet og er i stand til å forsterke et eksternt magnetfelt med flere hundre tusen ganger.
Grupper of ferromagnets
Det er to grupper ferromagnetisk materiale tot alt:
- Magnetisk myk gruppe. Ferromagneter av denne gruppen har småindikatorer for magnetisk feltstyrke, men har utmerket magnetisk permeabilitet (mindre enn 8,0×10-4 H/m) og lave hysterese-tap. Myke magnetiske materialer inkluderer: permalloyer (legeringer med tilsetning av nikkel og jern), oksidferromagneter (ferritter), magnetoelektriske stoffer.
- Magnetisk hard (eller magnetisk hard gruppe). Egenskapene til ferromagnetiske materialer i denne gruppen er høyere enn de til den forrige. Magnetiske faste stoffer har både høye magnetiske feltstyrker og god magnetisk permeabilitet. De er hovedmaterialene for produksjon av magneter og enheter der tvangskraft brukes og utmerket magnetisk mottakelighet er nødvendig. Den magnetisk harde gruppen inkluderer nesten alt karbon og noen legeringsstål (kobolt, wolfram og krom).
Materialer av magnetisk myk gruppe
Som tidligere nevnt inkluderer den myke magnetiske gruppen:
- Permalloys, som kun består av jern- og nikkellegeringer. Krom og molybden tilsettes noen ganger til permalloys for å øke permeabiliteten. Riktig laget permalloyer har høy magnetisk permeabilitet og tvangsevne.
- Ferritter er et ferromagnetisk materiale som består av oksider av jern og sink. Ofte tilsettes mangan eller nikkeloksider til jern og sink for å redusere motstanden. Derfor brukes ferritt ofte som halvledere for høyfrekvente strømmer.
- Magnetodielectricser en pulverisert blanding av jern, magnetitt eller permalloypulver pakket inn i en dielektrisk film. Akkurat som ferritter, brukes magnetoelektrikk som halvledere i en lang rekke enheter: forsterkere, mottakere, sendere osv.
Materialer i den harde magnetiske gruppen
Følgende materialer tilhører den hardmagnetiske gruppen:
- Karbonstål laget av en legering av jern og karbon. Avhengig av mengden karbon er det: lavkarbon (mindre enn 0,25 % karbon), middels karbon (fra 0,25 til 0,6 % karbon) og høykarbonstål (opptil 2 % karbon). I tillegg til jern og karbon kan også silisium, magnesium og mangan inngå i sammensetningen av legeringen. Men den høyeste kvaliteten og passende ferromagnetiske materialer er de karbonstålene som har minst mulig urenheter.
- Legeringer basert på sjeldne jordartsmetaller, for eksempel samarium-koboltlegeringer (SmCo5- eller Sm2Co17-forbindelser). De har høy magnetisk permeabilitet med en gjenværende induksjon på 0,9 T. Samtidig er magnetfeltet i ferromagneter av denne typen også 0,9 T.
- Andre legeringer. Disse inkluderer: wolfram, magnesium, platina og koboltlegeringer.
Forskjellen mellom et ferromagnetisk materiale og andre stoffer med magnetiske egenskaper
I begynnelsen av artikkelen ble det sagt at ferromagneter har spesielle egenskaper som er vesentlig forskjelligefra andre materialer, og her er noen bevis:
- I motsetning til diamagneter og paramagneter, som henter egenskapene sine fra individuelle atomer og materiemolekyler, avhenger egenskapene til ferromagnetiske materialer av krystallstrukturen.
- Ferromagnetiske materialer, i motsetning til for eksempel paramagneter, har høye verdier for magnetisk permeabilitet.
- I tillegg til permeabilitet, skiller ferromagneter seg fra paramagnetiske materialer ved at de har et avhengig forhold mellom magnetisering og magnetiserende feltstyrke, som har et vitenskapelig navn - magnetisk hysterese. Mange ferromagnetiske materialer, som kobolt og nikkel, samt legeringer basert på dem, er utsatt for et lignende fenomen. Det er forresten den magnetiske hysteresen som gjør at magneter kan opprettholde en magnetiseringstilstand i lang tid.
- Noen ferromagnetiske materialer har også evnen til å endre form og størrelse når de magnetiseres. Dette fenomenet kalles magnetostriksjon og avhenger ikke bare av typen ferromagnet, men også av andre like viktige faktorer, for eksempel av styrken til feltene og plasseringen av de krystallografiske aksene i forhold til dem.
- Et annet interessant trekk ved et ferromagnetisk stoff er evnen til å miste sine magnetiske egenskaper eller, for å si det enkelt, bli til en paramagnet. Denne effekten kan oppnås ved å varme opp materialet over det såk alte Curie-punktet, mens overgangen til paramagnetisk tilstand ikke er ledsaget av noen bivirkninger og er praktisk t alt usynlig for det blotte øye.øye.
Anvendelsesområde for ferromagneter
Som du kan se, inntar ferromagnetisk materiale en spesielt viktig plass i den moderne teknologiverdenen. Den brukes til produksjon av:
- permanente magneter;
- magnetiske kompasser;
- transformatorer og generatorer;
- elektroniske motorer;
- elektriske måleinstrumenter;
- mottakere;
- sendere;
- forsterkere og mottakere;
- harddisker for bærbare datamaskiner og PC-er;
- høyttalere og noen typer telefoner;
- opptakere.
Tidligere ble noen myke magnetiske materialer også brukt i radioteknikk for å lage magnetbånd og filmer.
