Feromagnetni material. Lastnosti in aplikacije feromagnetov

Glede na magnetne lastnosti so snovi diamagnetika, paramagneti in feromagneti. In to je feromagnetni material, ki ima posebne lastnosti, ki se razlikujejo od drugih.

Kakšen je ta material in kakšne lastnosti ima?

Feromagnetnega materiala (ali feromagnetni) - snov, ki je v trdnem kristalinično ali amorfno stanje, ki ima magnetizacijo v odsotnosti magnetnega polja le pri nizki kritično temperaturo, in sicer pri temperaturi pod točko Curie ... Magnetna občutljivost tega materiala je pozitivna in presega enotnost. Nekateri feromagneti imajo lahko spontano magnetizacijo, katere sila bo odvisna od zunanjih dejavnikov. Med drugim imajo takšni materiali odlično magnetno prepustnost in so zmožni ojačati zunanje magnetno polje več sto tisočkrat.

Skupine feromagnetov

Skupaj sta dve skupini feromagnetnega materiala:

1. Magnetna mehka skupina. Feromagneti te skupine imajo majhne vrednosti jakosti magnetnega polja, vendar imajo odlično magnetno prepustnost (manj kot 8,0 × 10^-4 GH / m) in nizke izgube histereze. Magnetno mehki materiali vključujejo: permalloy (zlitine z dodatkom niklja in železa), oksidni feromagneti (feriti), magnetodielektriki.
2. Magnetno tog (ali magnetno togasta skupina). Karakteristike feromagnetnih materialov te skupine so večje kot pri prejšnji. Magnetno-trdne snovi imajo tako visoke jakosti magnetnega polja in dobro magnetno prepustnost. So glavni materiali za proizvodnja magnetov in naprave, kjer se uporablja prisilna sila, in potrebna je odlična magnetna občutljivost. Magnetno trdna skupina vključuje skoraj vsa ogljikova in nekaj legirana jekla (kobalt, volfram in krom).

Materiali magnetno mehke skupine

Kot že omenjeno, magnetno-mehka skupina vključuje:

• Permutavci, ki so sestavljeni samo iz zlitin železa in niklja. Včasih se kromovom in molibdenom dodaja permalloys za povečanje prepustnosti. Pravilno izdelani Permalloys imajo visoke vrednosti magnetne prepustnosti in prisilne sile.
• Feriti - feromagnetni material, ki ga sestavljajo železovi oksidi in cink. Pogosto manganov ali nikljev oksid dodamo železu in cinku, da zmanjšamo odpornost. Zato se feriti pogosto uporabljajo kot polprevodniki za visokofrekvenčne tokove.
• Magnetodelektriki so praškasta mešanica železovega praška, magnetita ali permajaja, zavitega v dielektrični film. Kot feriti se magneto-dielektriki uporabljajo kot polprevodniki v različnih napravah: ojačevalnikih, sprejemnikih, oddajnikih itd.

Materiali magnetno trdne skupine

Magnetno trdna skupina vključuje naslednje materiale:

• Ogljikovo jeklo, sestavljeno iz zlitine železa in ogljika. Glede na količino ogljika, so: z nizko vsebnostjo ogljika (manj kot 0,25% ogljika) srednje (od 0,25 do 0,6% ogljika) in visoko ogljikova jekla (do 2% ogljika). Poleg železa in ogljika lahko sestava zlitine vključuje tudi silicij, magnezij in mangan. Najbolj kakovostni in primerni feromagnetni materiali pa so tista ogljikova jekla, ki imajo najmanj nečistoč.
• Zlitine na osnovi redkih zemeljskih elementov, na primer zlitine samarij-kobalt (spojine SmCo5 ali Sm2Co17). Imajo visoko stopnjo magnetne prepustnosti s preostalo indukcijo 0,9 T. V tem primeru je magnetno polje v feromagnetih te vrste tudi 0,9 T.
• Druge zlitine. Ti vključujejo: volfram, magnezij, platine in kobaltove zlitine.

Razlika med feromagnetnim materialom in drugimi snovmi z magnetnimi lastnostmi

Na začetku članka je bilo rečeno, da imajo feromagneti posebne lastnosti, ki se bistveno razlikujejo od drugih materialov, in tukaj je nekaj dokazov:

1. V nasprotju z diamagnetiki in paramagneti, ki dobijo svoje lastnosti iz posameznih atomov in molekul snovi, lastnosti Feromagnetni materiali so odvisni od kristalne strukture.
2. Feromagnetni materiali, nasprotno, na primer iz paramagnetov, imajo velike vrednosti magnetne prepustnosti.
3. Poleg prepustnosti, feromagnetov razlikujejo od paramagnetnih materialov z dejstvom, da imajo vzdrževanega razmerje med magnetizacijo in trdnosti magnetilne področju, ki ima znanstveno ime - magnetno histerezo. Podobne pojave, dovzetne za mnoge feromagnetnih materialov, kot so kobalt in nikelj ter njihovih zlitin. Mimogrede, to je magnetna histereza, ki magnetom omogoča, da dolgo časa ohranjajo stanje magnetizacije.
4. Nekateri feromagnetni materiali imajo tudi možnost spreminjanja oblike in velikosti pri magnetizaciji. Ta pojav se imenuje magnetostrikcija in ni odvisen le od oblike feromagnetov, temveč tudi od drugih enako pomembnih dejavnikov, na primer na poljski jakosti in lege kristalografskih osi glede na njih.
5. Druga zanimiva značilnost feromagnetne snovi je sposobnost, da izgubi svoje magnetne lastnosti ali, preprosto rečeno, postane paramagnet. Tak učinek je mogoče doseči, ko se material segreje nad tako imenovano točko Curie, medtem ko prehod v paramagnetno stanje ne spremlja noben zunanji pojav in je praktično neviden za golo oko.

Obseg uporabe feromagnetov

Kot lahko vidite, feromagnetni material zaseda posebno pomembno mesto v sodobnem svetu tehnologije. Uporablja se pri proizvodnji:

• trajni magneti;
• magnetni kompasi;
• transformatorji in generatorji;
• elektronski motorji;
• električni merilni instrumenti;
• sprejemniki;
• oddajniki;
• ojačevalniki in sprejemniki;
• trdi diski za prenosne računalnike in računalnike;
• zvočniki in nekatere vrste telefonov;
• naprave za snemanje zvoka.

V preteklosti so se pri izdelavi magnetnih trakov in filmov uporabljali tudi nekateri mehki magnetni materiali.