Clasificarea materialelor magnetice

Acasă | Despre noi | feedback-ul

Magnetizarea nu este de obicei asociată cu inducție magnetică și intensitatea câmpului. La fiecare punct al magnetului

în cazul în care - cantitatea adimensionala numit susceptibilitatea magnetică. Apoi. în cazul în care. cantitate adimensional numit materialul de permeabilitate magnetică relativă. Cu aceasta în minte,

În vid. . și câmpul magnetic asociat cu raportul de intensitate. Mediul magnetic. în cazul în care.

Adică, permeabilitatea magnetică relativă a mediului arată de câte ori câmpul magnetic în mediu datorită magnetizării sale decât inducția câmpului magnetic în vid.

În funcție de semnul și magnitudinea susceptibilității magnetice din magneții sunt subdivizate în grupuri:

1. diamagnetic a cărei valoare este negativă și mică în valoare absolută (), de obicei;

2. paramagnetic a cărei valoare este pozitivă, dar, de asemenea, este mică în valoare absolută (), sensuri uzuale;

3. feromagneți, a căror valoare este pozitivă și ajunge la valori mari. Feromagnetic aparțin clasei de substanțe magnetic, t. E. magneți ale căror momente magnetice sunt ordonate în raport cu celălalt, chiar și în absența unui câmp magnetic exterior. Din întreaga clasă de materiale comandate magnetic va lua în considerare numai feromagneți.

Efectul diamagnetic a fost descoperit în 1845 g. Faraday a descoperit că o substanță plasată într-un câmp magnetic, există un moment magnetic suplimentar direcționat opus câmpului. Diamagnetics slăbi câmpul. Pin tăiate din material diamagnetic și suspendat între polii unui magnet instalat peste liniile de înaltă tensiune, pentru că atunci când o poziție în energia câmpului său magnetic este minim. Teoria clasică a diamagnetism dezvoltat în 1905 de fizicianul francez P. Langevin. În circuitul cu un curent, în acest caz, orbita de electroni având un moment magnetic într-un câmp magnetic acționează un cuplu. Având în vedere că și. vom scrie. Swap factorii în factorul vector produs și scalar atribuind vectorului. obținem ecuația precesiei

Adică, momentele orbitale electronii incep sa preceseze in campul magnetic este rotit încet despre direcția câmpului în direcția dreptaci. Precesia orbitelor de electroni se numește precesie Larmor după fizicianul englez care a studiat acest fenomen. Frecventa precesie Cyclic (rata de precesie unghiulară)

Aceasta nu depinde de raza orbitei, sau viteza de electroni. Cu alte cuvinte, toate orbita de electroni ca unitate va preceseze în jurul direcția câmpului la această frecvență. Asociat cu suplimentar mișcarea de precesie de electroni poate fi privit ca un curent, la câmpul magnetic în direcția stângaci și creând astfel un moment magnetic suplimentar îndreptat spre câmp. Valoarea medie a momentului magnetic indus al electronului este egal cu

în care: - distanța medie pătrată a electronului din nucleu - masa de electroni. Semnul minus reflectă faptul că vectorii și sunt îndreptate în direcții opuse. Rezumând toate electronii găsi momentul magnetic indus al atomului

în care: - numărul de electroni din atom.

momentul diamagnetic versatil: în orice problemă în atomii au deplasează electronii în orice substanță într-un câmp magnetic apare Larmor precesie. Cu toate acestea, în materialele paramagnetice și feromagnetice mai ales în acest efect mai slab este blocat de alte efecte mai puternice. Prin urmare, clasa de diamagnets includ numai acele substanțe care au propriile lor momente atomice sunt egale cu zero, iar diamagnetism apare în „formă pură“. Prin diamagntikam includ Au, Ag, Cu, Hg, gaze inerte. Astfel, atunci când sunt plasate în câmpul magnetic diamagnetic, este magnetizat împotriva câmpului. t. e., susceptibilitatea magnetică este negativă pentru materialele diamagnetice și constantă pentru o cantitate de material dat și grafic în funcție a forma prezentată în Fig.

Paramagnetica spori câmp. Tija este fabricat din material paramagnetic și plasat într-un câmp magnetic este stabilit de-a lungul câmpului. substanțe paramagnetice sunt metale alcaline, oxigen, aluminiu, platină. In absenta unui camp magnetic molecule paramagnetice au momente magnetice nenule, dar aceste momente sunt distribuite aleatoriu, astfel încât vectorul magnetizare este zero. Câmpul magnetic extern tinde să se alinieze momentele magnetice în aceeași direcție, dar acest lucru este împiedicat de mișcarea termică. Ca urmare, un anumit set de puncte de-a lungul orientarea preferențială a câmpului. Acest lucru se întâmplă atunci când magnetizarea crește odată cu creșterea câmpului. Graficul de forma prezentată în Fig. susceptibilității magnetice ia valori pozitive, dar va depinde de temperatura. Conform susceptibilității Curie a substanțelor paramagnetice este

unde - constanta Curie, care depinde de tipul de material, - temperatura absolută.

Să luăm în considerare pe scurt proprietățile de bază ale feromagneți. Un teren de magnetizare a corpului pe câmpul numit curba de magnetizare. Curba de magnetizare a artei sunt de obicei construite în coordonatele unde B și N. C - inducție probei asociate cu raport magnetizării J. O curbă tipică de magnetizare prezentată în Fig. Dacă luați o mostră demagnetized și creșterea de la zero câmp magnetizare H se observă pe curba inițială magnetizare a inducerii creșterii prezentată în figură printr-o linie punctată.

În inducerii atinge valoarea. aproape de saturație. Dacă reducem acum câmpul la zero, curba trece peste curba inițială. Când N = 0 inducție este diferit de zero și egal cu Pr. Inducerii a fost din nou egal cu zero, este necesar să se schimbe direcția câmpului și să se aplice câmpului eșantionului - Hc. Atunci când câmpul va fi -Ns. proba va fi din nou aproape de magnetizarea la saturație, dar în direcția opusă, B = -Vs. Astfel, schimbând câmpul de la + -Ns Ns. Așa-numita buclă de histerezis prezentat în Fig.

Marcate pe valorile figura au nume speciale:

BS - inducție de saturație;

Ns - forța coercitivă;

Br - inducție reziduală.

Suprafața buclei histerezis este proporțională cu activitatea cheltuită pe unitatea de volum magnetizare inversare a feromagnet. În procesul de inversare de magnetizare a acestei lucrări este complet transformată în căldură. In functie de bucla feromagnetic poate fi larg sau îngust. Materiale magnetice cu o buclă de histerezis îngust și ușor remagnetized (permalloy oțel transformator) moale numit magnetoelectric. Astfel de materiale sunt utilizate pentru fabricarea de miezuri de transformator, rotoare de mașini electrice, miezurile electromagneți. Materialele cu o buclă largă numit magneto rigid și sunt utilizate în special pentru fabricarea de magneți permanenți.

permeabilitatea magnetică nu este constantă, la fel ca în paramagnets convenționale și depinde de puterea câmpului H. magnetizare este determinată de curba de magnetizare inițială. proporțională cu panta liniei trasată de la origine la punctul de sub curbă.

Feromagnetism apare datorită interacțiunii speciale neumplute cochilii de electroni interioare ale atomilor. Această cerință este îndeplinită de atomi de elemente de tranziție, fier, nichel, cobalt, gadoliniu și aliaje și unii compuși. Această interacțiune se numește schimb, astfel ca interactioneaza electroni colectivizate, atomii ca electronii de schimb feromagnetice. interacțiune minimă schimb de energie corespunde orientării paralele a spinii electronilor care interacționează. Astfel apare magnetizarea spontană a materialelor feromagnetice. Se pune întrebarea: de ce atunci tot nu este feromagnetic, magnetizate la saturație? Într-adevăr, în acest caz, energia de schimb ar fi minim. Dar aceasta ar crește energia magnetică. Prin urmare, partitie energetic mai favorabilă este microscopică feromagnetic magnetizat în regiunea de saturație - domenii.

Când magnetizării feromagnet are loc în principal două procese: procesul de deplasare a pereților de domenii, în care volumul domeniilor orientate mai energic favorabile comparativ câmpul magnetic extern este crescut în detrimentul altor domenii, iar procesul de rotație a vectorului de magnetizare. Primul proces deține în domenii slabe corespunzând secțiunii inițiale a curbei de magnetizare. Al doilea proces începe atunci când primul se termină. Prăvăliș curbei de magnetizare în procesul de tranziție la rotație scade. Spin finisaje de saturație tehnică feromagnetic. Aceste procese sunt luate în considerare în figură.

Principalul motiv pentru histerezisul este că orice feromagnet reală are defecte, neomogenitate structurală și t. D. Care întârzie deplasarea pereților de domenii în procesul de demagnetizare. Fenomenul de schimbare a modificărilor de inducție restante din câmpul H duce la faptul că îndepărtarea completă a câmpului (H = 0), există inducție reziduală.

Feromagnetism se observă, la o temperatură care să nu depășească o anumită caracteristică a caracteristicii feromagnetic, temperatură. Pe măsură ce temperatura se apropie scade magnetizare spontană și devine zero la. In structura domeniului se prăbușește și se transformă într-un paramagnet convențional feromagnetic. De exemplu, pentru fier. pentru nichel. Temperatura se numește punctul Curie sau temperaturile. Transformarea trăită de ferromagnets. Aceasta se referă la tranzițiile de al doilea tip.