بسته به خواص مغناطیسی، مواد دیامغناطیس، پارامغناطیس و فرومغناطیس هستند. و این ماده فرومغناطیسی است که دارای خواص ویژه ای است که با بقیه متفاوت است.
این چه نوع ماده ای است و چه خواصی دارد
ماده فرومغناطیسی (یا فرومغناطیس) ماده ای است که در حالت کریستالی یا آمورف جامد است که در غیاب میدان مغناطیسی فقط در دمای بحرانی پایین، یعنی در دمای زیر نقطه کوری، مغناطیسی می شود.. حساسیت مغناطیسی این ماده مثبت و فراتر از یکپارچگی است. برخی فرومغناطیس ها ممکن است دارای مغناطش خود به خودی باشند که قدرت آن به عوامل خارجی بستگی دارد. از جمله، چنین موادی دارای نفوذپذیری مغناطیسی عالی هستند و می توانند یک میدان مغناطیسی خارجی را تا چند صد هزار بار تقویت کنند.
گروه های فرومغناطیس
در مجموع دو گروه از مواد فرومغناطیسی وجود دارد:
- گروه نرم مغناطیسی. فرومغناطیس های این گروه کوچک هستندشاخص‌های قدرت میدان مغناطیسی، اما دارای نفوذپذیری مغناطیسی عالی (کمتر از 8.0×10-4 H/m) و تلفات پسماند کم هستند. مواد مغناطیسی نرم عبارتند از: آلیاژهای دائمی (آلیاژهایی با افزودن نیکل و آهن)، فرومغناطیس های اکسیدی (فریت ها)، مگنتودالکتریک ها.
- سخت مغناطیسی (یا گروه سخت مغناطیسی). ویژگی های مواد فرومغناطیسی این گروه بیشتر از مواد قبلی است. جامدات مغناطیسی هم قدرت میدان مغناطیسی بالایی دارند و هم نفوذپذیری مغناطیسی خوبی دارند. آنها مواد اصلی برای تولید آهنرباها و وسایلی هستند که در آنها از نیروی اجباری استفاده می شود و حساسیت مغناطیسی عالی مورد نیاز است. گروه سخت مغناطیسی تقریباً همه فولادهای کربنی و برخی فولادهای آلیاژی (کبالت، تنگستن و کروم) را شامل می شود.
مواد گروه مغناطیسی نرم
همانطور که قبلا ذکر شد، گروه مغناطیسی نرم شامل:
- پرمالیاژها که فقط از آلیاژهای آهن و نیکل تشکیل شده اند. گاهی اوقات کروم و مولیبدن را برای افزایش نفوذپذیری به پرمالیاژها اضافه می کنند. آلیاژهای دائمی درست شده دارای نفوذپذیری مغناطیسی و اجباری بالایی هستند.
- فریت ها یک ماده فرومغناطیسی هستند که از اکسیدهای آهن و روی تشکیل شده است. اغلب اکسیدهای منگنز یا نیکل برای کاهش مقاومت به آهن و روی اضافه می شود. بنابراین، فریت ها اغلب به عنوان نیمه هادی برای جریان های فرکانس بالا استفاده می شوند.
- مگنتودی الکتریکمخلوط پودری از آهن، مگنتیت یا پودر پرمالوی هستند که در یک فیلم دی الکتریک پیچیده شده اند. درست مانند فریت ها، مگنتودالکتریک ها به عنوان نیمه هادی ها در طیف گسترده ای از دستگاه ها استفاده می شوند: تقویت کننده ها، گیرنده ها، فرستنده ها و غیره.
مواد گروه مغناطیسی سخت
مواد زیر به گروه مغناطیسی سخت تعلق دارند:
- فولادهای کربنی ساخته شده از آلیاژ آهن و کربن. بسته به میزان کربن، فولادهای کم کربن (کمتر از 0.25٪ کربن)، کربن متوسط (از 0.25 تا 0.6٪ کربن) و فولادهای پر کربن (تا 2٪ کربن) وجود دارند. علاوه بر آهن و کربن، سیلیکون، منیزیم و منگنز را نیز می توان در ترکیب آلیاژ قرار داد. اما با کیفیت ترین و مناسب ترین مواد فرومغناطیسی فولادهای کربنی هستند که کمترین ناخالصی را داشته باشند.
- آلیاژهای مبتنی بر عناصر خاکی کمیاب، مانند آلیاژهای ساماریم-کبالت (ترکیبات SmCo5 یا Sm2Co17). آنها دارای نفوذپذیری مغناطیسی بالا با القای باقی مانده 0.9 T هستند. در عین حال میدان مغناطیسی در فرومغناطیس های این نوع نیز 0.9 T است.
- آلیاژهای دیگر. اینها عبارتند از: آلیاژهای تنگستن، منیزیم، پلاتین و کبالت.
تفاوت بین مواد فرومغناطیسی و سایر مواد با خواص مغناطیسی
در ابتدای مقاله گفته شد که فرومغناطیس ها دارای خواص ویژه ای هستند که تفاوت های چشمگیری با یکدیگر دارند.از مواد دیگر، و در اینجا چند دلیل وجود دارد:
- برخلاف دیامغناطیس ها و پارامغناطیس ها که خواص خود را از اتم ها و مولکول های ماده می گیرند، خواص مواد فرومغناطیسی به ساختار بلوری بستگی دارد.
- مواد فرومغناطیسی، بر خلاف، به عنوان مثال، پارامغناطیس، دارای مقادیر بالایی از نفوذپذیری مغناطیسی هستند.
- علاوه بر نفوذپذیری، فرومغناطیس ها با مواد پارامغناطیس تفاوت دارند، زیرا رابطه ای وابسته بین مغناطش و قدرت میدان مغناطیسی دارند که نام علمی آن - هیسترزیس مغناطیسی است. بسیاری از مواد فرومغناطیسی مانند کبالت و نیکل و همچنین آلیاژهای مبتنی بر آنها در معرض پدیده مشابهی هستند. به هر حال، این پسماند مغناطیسی است که به آهنرباها اجازه می دهد تا حالت مغناطیسی را برای مدت طولانی حفظ کنند.
- برخی مواد فرومغناطیسی نیز این توانایی را دارند که شکل و اندازه خود را هنگام مغناطیسی تغییر دهند. این پدیده مغناطیس انقباض نامیده می شود و نه تنها به نوع فرومغناطیس، بلکه به سایر عوامل به همان اندازه مهم نیز بستگی دارد، به عنوان مثال، به قدرت میدان ها و موقعیت محورهای کریستالوگرافی نسبت به آنها.
- یکی دیگر از ویژگی های جالب یک ماده فرومغناطیسی توانایی از دست دادن خواص مغناطیسی خود یا به بیان ساده تبدیل به یک پارامغناطیس است. این اثر را می توان با گرم کردن مواد در بالای نقطه به اصطلاح کوری به دست آورد، در حالی که انتقال به حالت پارامغناطیس با هیچ عارضه جانبی همراه نیست و عملاً با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیست.چشم.
زمینه کاربرد فرومغناطیس
همانطور که می بینید، مواد فرومغناطیسی جایگاه ویژه ای در دنیای مدرن فناوری اشغال می کند. در ساخت: استفاده می شود
- آهنرباهای دائمی؛
- قطب نماهای مغناطیسی؛
- ترانسفورماتورها و ژنراتورها;
- موتورهای الکترونیکی؛
- ابزار اندازه گیری الکتریکی؛
- گیرنده;
- فرستنده؛
- تقویت کننده و گیرنده؛
- هارد دیسک برای لپ تاپ و رایانه شخصی؛
- بلندگو و برخی انواع تلفن؛
- ضبط.
در گذشته از برخی مواد مغناطیسی نرم در مهندسی رادیو برای ایجاد نوارها و فیلم‌های مغناطیسی استفاده می‌شد.
