Bergantung pada sifat magnetik, bahan ialah diamagnet, paramagnet dan feromagnet. Dan ia adalah bahan feromagnetik yang mempunyai ciri khas yang berbeza daripada yang lain.
Apakah jenis bahan ini dan apakah sifat yang dimilikinya
Bahan feromagnetik (atau feromagnet) ialah bahan yang berada dalam keadaan hablur pepejal atau amorf, yang dimagnetkan tanpa sebarang medan magnet hanya pada suhu kritikal yang rendah, iaitu pada suhu di bawah titik Curie. Kerentanan magnet bahan ini adalah positif dan melebihi perpaduan. Sesetengah ferromagnet mungkin mempunyai kemagnetan spontan, kekuatannya bergantung kepada faktor luaran. Antara lain, bahan tersebut mempunyai kebolehtelapan magnet yang sangat baik dan mampu menguatkan medan magnet luaran beberapa ratus ribu kali ganda.
Kumpulan ferromagnet
Terdapat dua kumpulan bahan feromagnetik secara keseluruhan:
- Kumpulan lembut secara magnetik. Ferromagnet kumpulan ini mempunyai kecilpenunjuk kekuatan medan magnet, tetapi mempunyai kebolehtelapan magnet yang sangat baik (kurang daripada 8.0×10-4 H/m) dan kehilangan histerisis yang rendah. Bahan magnet lembut termasuk: permalloys (aloi dengan penambahan nikel dan besi), ferromagnet oksida (ferrite), magnetodielektrik.
- Keras magnet (atau kumpulan keras magnet). Ciri-ciri bahan feromagnetik kumpulan ini lebih tinggi daripada yang sebelumnya. Pepejal magnet mempunyai kedua-dua kekuatan medan magnet yang tinggi dan kebolehtelapan magnet yang baik. Ia adalah bahan utama untuk penghasilan magnet dan peranti di mana daya paksaan digunakan dan kerentanan magnet yang sangat baik diperlukan. Kumpulan keras magnet termasuk hampir semua karbon dan beberapa keluli aloi (kob alt, tungsten dan kromium).
Bahan kumpulan lembut magnetik
Seperti yang dinyatakan sebelum ini, kumpulan magnet lembut termasuk:
- Permalloys, yang hanya terdiri daripada aloi besi dan nikel. Kromium dan molibdenum kadangkala ditambah kepada permalloy untuk meningkatkan kebolehtelapan. Permalloy yang dibuat dengan betul mempunyai kebolehtelapan magnet yang tinggi dan coercivity.
- Ferit ialah bahan feromagnetik yang terdiri daripada oksida besi dan zink. Selalunya mangan atau nikel oksida ditambah kepada besi dan zink untuk mengurangkan rintangan. Oleh itu, ferit sering digunakan sebagai semikonduktor untuk arus frekuensi tinggi.
- Magnetodielektrikialah campuran serbuk besi, magnetit atau serbuk permalloy yang dibalut dalam filem dielektrik. Sama seperti ferit, magnetodielektrik digunakan sebagai semikonduktor dalam pelbagai jenis peranti: penguat, penerima, pemancar, dll.
Bahan kumpulan magnet keras
Bahan berikut tergolong dalam kumpulan magnet keras:
- Keluli karbon diperbuat daripada aloi besi dan karbon. Bergantung pada jumlah karbon, terdapat: karbon rendah (kurang daripada 0.25% karbon), karbon sederhana (dari 0.25 hingga 0.6% karbon) dan keluli karbon tinggi (sehingga 2% karbon). Sebagai tambahan kepada besi dan karbon, silikon, magnesium dan mangan juga boleh dimasukkan ke dalam komposisi aloi. Tetapi bahan feromagnetik berkualiti tinggi dan sesuai ialah keluli karbon yang mempunyai jumlah kekotoran paling sedikit.
- Aloi berasaskan unsur nadir bumi, seperti aloi samarium-kob alt (sebatian SmCo5 atau Sm2Co17). Mereka mempunyai kebolehtelapan magnet yang tinggi dengan induksi baki 0.9 T. Pada masa yang sama, medan magnet dalam ferromagnet jenis ini juga ialah 0.9 T.
- Ali lain. Ini termasuk: aloi tungsten, magnesium, platinum dan kob alt.
Perbezaan antara bahan feromagnetik dan bahan lain yang mempunyai sifat magnet
Pada permulaan artikel, dikatakan bahawa ferromagnet mempunyai ciri khas yang berbeza dengan ketaradaripada bahan lain, dan berikut ialah beberapa bukti:
- Tidak seperti diamagnet dan paramagnet, yang memperoleh sifatnya daripada atom individu dan molekul jirim, sifat bahan feromagnetik bergantung pada struktur kristal.
- Bahan feromagnetik, tidak seperti, contohnya, paramagnet, mempunyai nilai kebolehtelapan magnet yang tinggi.
- Selain kebolehtelapan, ferromagnet berbeza daripada bahan paramagnet kerana ia mempunyai hubungan bergantung antara kemagnetan dan kekuatan medan pengmagnetan, yang mempunyai nama saintifik - histeresis magnetik. Banyak bahan feromagnetik, seperti kob alt dan nikel, serta aloi berdasarkannya, tertakluk kepada fenomena yang sama. Ngomong-ngomong, histerisis magnet yang membolehkan magnet mengekalkan keadaan magnetisasi untuk masa yang lama.
- Sesetengah bahan feromagnetik juga mempunyai keupayaan untuk menukar bentuk dan saiznya apabila dimagnetkan. Fenomena ini dipanggil magnetostriction dan bergantung bukan sahaja pada jenis ferromagnet, tetapi juga pada faktor lain yang sama penting, contohnya, pada kekuatan medan dan lokasi paksi kristalografi berkenaan dengannya.
- Satu lagi ciri menarik bahan feromagnetik ialah keupayaan untuk kehilangan sifat magnetnya atau, secara ringkasnya, bertukar menjadi paramagnet. Kesan ini boleh dicapai dengan memanaskan bahan di atas titik Curie yang dipanggil, manakala peralihan kepada keadaan paramagnet tidak disertai oleh sebarang kesan sampingan dan boleh dikatakan tidak dapat dilihat dengan mata kasar.mata.
Bidang penggunaan ferromagnet
Seperti yang anda lihat, bahan feromagnetik menduduki tempat yang sangat penting dalam dunia teknologi moden. Ia digunakan dalam pembuatan:
- magnet kekal;
- kompas magnetik;
- pengubah dan penjana;
- motor elektronik;
- alat pengukur elektrik;
- penerima;
- pemancar;
- penguat dan penerima;
- pemacu keras untuk komputer riba dan PC;
- pembesar suara dan beberapa jenis telefon;
- perakam.
Pada masa lalu, beberapa bahan magnetik lembut turut digunakan dalam kejuruteraan radio untuk mencipta pita magnetik dan filem.
