Priklausomai nuo magnetinių savybių, medžiagos yra diamagnetai, paramagnetai ir feromagnetai. Ir būtent feromagnetinė medžiaga turi ypatingų savybių, kurios skiriasi nuo kitų.
Kokia tai medžiaga ir kokių savybių ji turi
Feromagnetinė medžiaga (arba feromagnetas) yra kietos kristalinės arba amorfinės būsenos medžiaga, kuri nesant jokio magnetinio lauko įmagnetinama tik esant žemai kritinei temperatūrai, t. y. esant žemesnei nei Curie taško temperatūrai.. Šios medžiagos magnetinis jautrumas yra teigiamas ir viršija vienybę. Kai kurie feromagnetai gali turėti spontanišką įmagnetinimą, kurio stiprumas priklausys nuo išorinių veiksnių. Be kita ko, tokios medžiagos turi puikų magnetinį laidumą ir gali sustiprinti išorinį magnetinį lauką kelis šimtus tūkstančių kartų.
Feromagnetų grupės
Iš viso yra dvi feromagnetinių medžiagų grupės:
- Magnetiškai minkšta grupė. Šios grupės feromagnetai turi mažusmagnetinio lauko stiprumo rodikliai, tačiau turi puikų magnetinį pralaidumą (mažiau nei 8,0×10-4 H/m) ir mažus histerezės nuostolius. Minkštos magnetinės medžiagos apima: permalijus (lydinius su nikeliu ir geležimi), oksidinius feromagnetus (feritus), magnetoelektrikus.
- Magnetiškai kieta (arba magnetiškai kieta grupė). Šios grupės feromagnetinių medžiagų charakteristikos yra aukštesnės nei ankstesnės. Kietosios magnetinės medžiagos turi didelį magnetinio lauko stiprumą ir gerą magnetinį laidumą. Jos yra pagrindinės medžiagos gaminant magnetus ir prietaisus, kur naudojama priverstinė jėga ir reikalingas puikus magnetinis jautrumas. Magnetiškai kietai grupei priklauso beveik visas anglinis ir kai kurie legiruoti plienai (kob altas, volframas ir chromas).
Magnetiškai minkštos grupės medžiagos
Kaip minėta anksčiau, minkštąją magnetinę grupę sudaro:
- Permalloyai, sudaryti tik iš geležies ir nikelio lydinių. Chromo ir molibdeno kartais dedama į permalojus, siekiant padidinti pralaidumą. Tinkamai pagaminti permalojus turi didelį magnetinį pralaidumą ir koerciškumą.
- Feritai yra feromagnetinė medžiaga, susidedanti iš geležies ir cinko oksidų. Dažnai į geležį ir cinką dedama mangano arba nikelio oksidų, kad sumažintų atsparumą. Todėl feritai dažnai naudojami kaip puslaidininkiai aukšto dažnio srovėms.
- Magnetodielektrikaiyra miltelių pavidalo geležies, magnetito arba permallo miltelių mišinys, suvyniotas į dielektrinę plėvelę. Kaip ir feritai, magnetoelektrikai naudojami kaip puslaidininkiai įvairiuose įrenginiuose: stiprintuvuose, imtuvuose, siųstuvuose ir kt.
Kietos magnetinės grupės medžiagos
Šios medžiagos priklauso kietųjų magnetų grupei:
- Anglies plienas, pagamintas iš geležies ir anglies lydinio. Priklausomai nuo anglies kiekio, yra: mažai anglies (mažiau nei 0,25% anglies), vidutinio anglies (nuo 0,25 iki 0,6% anglies) ir daug anglies turintis plienas (iki 2% anglies). Be geležies ir anglies, į lydinio sudėtį taip pat gali būti įtrauktas silicis, magnis ir manganas. Tačiau aukščiausios kokybės ir tinkamos feromagnetinės medžiagos yra anglinis plienas, kuriame yra mažiausiai priemaišų.
- Lydiniai iš retųjų žemių elementų, pvz., samariumo ir kob alto lydiniai (SmCo5 arba Sm2Co17 junginiai). Jie turi didelį magnetinį pralaidumą, o liekamoji indukcija yra 0,9 T. Tuo pačiu metu šio tipo feromagnetų magnetinis laukas taip pat yra 0,9 T.
- Kiti lydiniai. Tai apima: volframo, magnio, platinos ir kob alto lydinius.
Skirtumas tarp feromagnetinės medžiagos ir kitų medžiagų, turinčių magnetines savybes
Straipsnio pradžioje buvo pasakyta, kad feromagnetai pasižymi ypatingomis savybėmis, kurios labai skiriasiiš kitų medžiagų, o štai keli įrodymai:
- Skirtingai nei diamagnetai ir paramagnetai, kurių savybes lemia atskiri medžiagos atomai ir molekulės, feromagnetinių medžiagų savybės priklauso nuo kristalų struktūros.
- Feromagnetinės medžiagos, skirtingai nei, pavyzdžiui, paramagnetai, turi dideles magnetinio pralaidumo vertes.
- Be pralaidumo, feromagnetai skiriasi nuo paramagnetinių medžiagų tuo, kad jie turi priklausomą ryšį tarp įmagnetinimo ir įmagnetinamojo lauko stiprumo, kuris turi mokslinį pavadinimą – magnetinė histerezė. Daugelis feromagnetinių medžiagų, tokių kaip kob altas ir nikelis, taip pat jų pagrindu pagaminti lydiniai, patiria panašų reiškinį. Beje, būtent magnetinė histerezė leidžia magnetams ilgą laiką išlaikyti įmagnetinimo būseną.
- Kai kurios feromagnetinės medžiagos taip pat gali keisti savo formą ir dydį, kai įmagnetinamos. Šis reiškinys vadinamas magnetostrikcija ir priklauso ne tik nuo feromagneto tipo, bet ir nuo kitų ne mažiau svarbių veiksnių, pavyzdžiui, nuo laukų stiprumo ir kristalografinių ašių padėties jų atžvilgiu.
- Kita įdomi feromagnetinės medžiagos savybė – gebėjimas prarasti savo magnetines savybes arba, paprasčiau tariant, virsti paramagnetu. Tokį efektą galima pasiekti kaitinant medžiagą aukščiau vadinamojo Curie taško, o perėjimas į paramagnetinę būseną nėra lydimas jokių šalutinių poveikių ir yra praktiškai nematomas plika akimi.akis.
Feromagnetų taikymo sritis
Kaip matote, feromagnetinė medžiaga užima ypač svarbią vietą šiuolaikiniame technologijų pasaulyje. Jis naudojamas gaminant:
- nuolatiniai magnetai;
- magnetiniai kompasai;
- transformatoriai ir generatoriai;
- elektroniniai varikliai;
- elektriniai matavimo prietaisai;
- imtuvai;
- siųstuvai;
- stiprintuvai ir imtuvai;
- nešiojamųjų ir asmeninių kompiuterių standieji diskai;
- garsiakalbiai ir kai kurių tipų telefonai;
- registratoriai.
Anksčiau kai kurios minkštos magnetinės medžiagos taip pat buvo naudojamos radijo inžinerijoje kuriant magnetines juostas ir juostas.
