Proprietăți și aplicarea feromagneți

Luați în considerare principalele aplicații ale materialelor feromagnetice, precum și caracteristicile clasificarea acestora. Vom începe cu ceea ce se numește solide feromagnetice care au la temperaturi scăzute, magnetizare incontrolabile. Aceasta variază sub influența deformare a câmpului magnetic, fluctuațiile de temperatură.

proprietățile ferromagnets

Utilizarea materialelor feromagnetice în domeniu datorită proprietăților fizice ale acestora. Ei au o permeabilitate magnetică care depășește de multe ori permitivitatea vid. În acest sens, toate dispozitivele electrice care utilizează câmpuri magnetice pentru a converti o formă de energie în alta, au elemente speciale realizate din material feromagnetic capabil de a efectua fluxului magnetic.

Caracteristici feromagneți

Care sunt caracteristicile distinctive ale feromagneți au? Proprietăți și aplicații ale acestor materiale se datorează particularităților structurii interne. Există o relație directă între substanță magnetică și purtători elementar magnetism, care servesc ca electronii se deplasează în interiorul atomului.

În timpul mișcării de-a lungul orbite circulare creează curenți elementare și dipoli magnetici care au un moment magnetic. direcția sa este determinată de regula de degetul mare. Momentul magnetic al corpului este suma geometrică a tuturor părților. În plus față de rotația în orbite circulare, de asemenea, electronii muta în jurul axelor proprii, creând momente de spin. Acestea servesc o funcție importantă în procesul de magnetizare a materialelor feromagnetice.

Practic feromagnetic aplicare datorită formării în ea a magnetizarii spontane a zonelor în care orientarea paralelă a momentelor de spin. În cazul în care feromagnet este situat pe un câmp extern, în acest caz, momentele magnetice individuale au direcții diferite, suma lor este zero și nu există nici o proprietate de magnetizare.

Caracteristici distinctive ale feromagneți

Dacă proprietățile paramagnetice asociate cu molecule unice sau atomi ai substanței, proprietățile feromagnetice pot fi explicate prin specificitatea structurii cristaline. De exemplu, în atomii de fier stare de vapori diamagnetic ușor, iar în stare solidă a metalului este feromagnetic. Ca rezultat al cercetărilor de laborator a evidențiat relația dintre temperatură și proprietăți feromagnetice.

De exemplu, aliajul Goyslera, similară în proprietăți magnetice de fier, nu din metal. La atingerea punctului Curie (o anumită valoare a temperaturii) proprietăți feromagnetice dispar.

Printre caracteristicile lor distinctive pot fi identificate nu numai o valoare ridicată de permeabilitate magnetică, dar legătura dintre intensitatea câmpului și magnetizarea.

Interacțiunea dintre momentele magnetice ale atomilor individuale feromagnet contribuie la crearea câmpurilor magnetice interne puternice, care sunt dispuse paralele între ele. câmp extern puternic determină o schimbare în orientarea și care duce la creșterea proprietăților magnetice.

feromagneți Natura

Oamenii de știință au fost stabilite natura de spin a feromagnetism. În cazul în care distribuția de electroni în sectoarele energetice ale principiului excluderii al lui Pauli este luată în considerare. Esența ei este că doar un anumit număr dintre acestea pot fi prezente pe fiecare strat. Valorile rezultate ale momentelor magnetice orbitale și de spin ale electronilor, care sunt situate pe coaja este umplut complet, este egal cu zero.

Elemente chimice având proprietăți feromagnetice (nichel, cobalt, fier), sunt elemente de tranziție ale tabelului periodic. Aceste încălcări atomii are loc umplerea electroni algoritmul shell. În primul rând, ei cad de pe stratul superior (-e orbital) și numai după umplerea completă a electronilor lovit mantaua situată dedesubt (d-orbital).

utilizarea pe scară largă a materialelor feromagnetice, principalele dintre care este de fier, din cauza unei modificări a structurii în contact cu câmpul magnetic extern.

Aceste proprietăți pot avea doar substanțe atomi în care există învelișul interior neterminat. Dar această condiție nu este suficient pentru a vorbi despre caracteristicile feromagnetice. De exemplu, crom, mangan, platină există, de asemenea, în interiorul atomilor neterminat coajă, dar ele sunt paramagnetic. Apariția magnetizării spontane se datorează unui efect cuantic special, care este dificil de explicat cu ajutorul fizicii clasice.

subdiviziune

Există o divizie convențională de materiale în două tipuri: materiale feromagnetice dure și moi. Folosirea materialelor rigide asociate cu fabricarea de discuri magnetice, benzi pentru stocarea datelor. Materiale feromagnetice moi sunt indispensabile pentru stabilirea electromagneti, transformatoare miezuri. Diferențele dintre cele două specii, datorită particularităților structurii chimice a acestor substanțe.

Caracteristici de utilizare

Să luăm în considerare câteva exemple de utilizare a materialelor feromagnetice în diferite domenii ale tehnologiei moderne. Materiale magnetice moi sunt utilizate în domeniul ingineriei electrice pentru a genera motoare electrice, transformatoare, generatoare. Mai mult decât atât, este important de remarcat utilizarea materialelor feromagnetice de tipul și în slobotochnoy art radio.

Tipuri de Hard necesare pentru stabilirea unor magneți permanenți. În cazul decupla câmpul magnetic extern la proprietățile feromagnetice persistă, deoarece orientarea dispare curenții elementare.

Această proprietate explică utilizarea materialelor feromagnetice. Pe scurt, putem spune că astfel de materiale sunt baza tehnologiei moderne.

Având în vedere utilizarea de materiale feromagnetice, o atenție deosebită trebuie acordată feritele. Acestea sunt distribuite pe scară largă în tehnologia radio de înaltă frecvență, deoarece proprietățile de semiconductori feromagnetice și se combină. Aceasta se datorează faptului că ferită este fabricat în prezent, benzi magnetice și filme, miezurile de inductoare, discuri. Acestea sunt oxizi de fier se găsesc în natură.

fapte interesante

De interes este utilizarea materialelor feromagnetice în mașini electrice, precum și într-o tehnologie de înregistrare pe hard disk. Cercetările moderne sugerează că, la anumite temperaturi unele feromagneți pot dobândi caracteristici paramagnetice. Acesta este motivul pentru care aceste substanțe sunt considerate a fi prost înțelese și sunt de interes special pentru fizicieni.

miezul de oțel este capabil de a crește câmpul magnetic fără a schimba curentul.

Utilizarea materialelor feromagnetice poate salva în mod semnificativ de energie electrică. Acesta este motivul pentru generatoare miezuri, transformatoare, motoare electrice utilizate materiale cu proprietăți feromagnetice.

histerezis magnetic

Acest fenomen în funcție de intensitatea câmpului magnetic și vectorul magnetizarea câmpul magnetic extern. Această proprietate se manifestă în materiale feromagnetice, precum și aliajele din fier, nichel și cobalt. Un fenomen similar se observă nu numai în cazul modificărilor de câmp în direcție și mărime, dar, de asemenea, în caz de rotație.

permeabilitate

permeabilitatea magnetică este o mărime fizică care indică raportul inducției într-un mediu specific unui indicator în vid. În cazul în care substanța creează propriul câmp magnetic, acesta este considerat magnetizate. Conform ipotezei lui Ampere, magnitudinea depinde de proprietățile mișcarea orbitală a electronilor liberi „“ într-un atom.

Bucla de histerezis reprezintă o curbă de redimensionare magnetizare a unui feromagnet, este situat într-un câmp exterior al dimensiunii modificărilor de inducție. Pentru o demagnetizarea completă este necesară pentru a schimba direcția câmpului magnetic extern utilizat de organism.

La o anumită valoare de inducție magnetică, care se numește forță coercitivă, magnetizarea probei ia valoarea zero.

Această formă a buclei histerezis și valoarea forței coercitive, capacitatea substanței de a menține o magnetizarea parțială a feromagnetic explica utilizarea pe scară largă. aplicatii Pe scurt ferromagnets dure având o buclă histerezis largă, așa cum este descris mai sus. Tungsten, carbon, aluminiu, oțelurile cu crom au o forță coercitivă mare, astfel încât pe această bază a crea magneți permanenți de diferite forme: benzi, potcoavă.

Printre materialele moi care au o forță coercitivă mică, nota a minereurilor de fier și aliaje de fier-nichel.

Inversarea magnetizarea ferromagnets este asociată cu modificări în domeniul magnetizarii spontane. În acest scop, munca pe care se face de către un câmp extern. Cantitatea de căldură generată în acest caz, este proporțională cu aria ciclului de histerezis.

concluzie

În prezent, în toate domeniile tehnologice este activ utilizat substanțe cu proprietăți feromagnetice. În plus față de economii substanțiale de resurse energetice din cauza utilizării unor astfel de materiale poate simplifica procesele de producție.

De exemplu, înarmat cu un magnet permanent puternic, este posibil de a simplifica procesul de creare a vehiculelor. electromagneți puternice, utilizate în prezent în fabricile de automobile interne și externe, vă permit să automatizeze complet procesele cele mai intensivă a forței de muncă, și în mod semnificativ accelerarea procesului de asamblare a vehiculelor noi.

În feromagneți permite aparatelor de radio care primesc de cea mai înaltă calitate și precizie.

Oamenii de știință au reușit să creeze o metodă-o singură etapă pentru fabricarea de nanoparticule magnetice, care sunt adecvate pentru utilizare în medicină și electronică.

Ca urmare, numeroase studii efectuate in cele mai bune laboratoare de cercetare, capabile de a stabili proprietățile magnetice ale nanoparticulelor de cobalt și fier acoperite cu un strat subțire de aur. Confirmat deja de capacitatea lor de a transporta medicamente anticancer sau atomi radionuclidici într-o parte dorită a corpului uman, pentru a mări contrastul unei imagistica prin rezonanta magnetica.

Mai mult decât atât, aceste particule pot fi utilizate pentru modernizarea dispozitivelor de memorie magnetice, care va deveni un nou pas în crearea de tehnologii inovatoare medicale.

Echipa românească de oameni de știință au reușit să dezvolte și să testeze metodologia de recuperare a soluțiilor apoase de cloruri pentru a produce un combinat nanoparticule de fier-cobalt adecvate pentru dezvoltarea de materiale cu caracteristici magnetice îmbunătățite. Toate studiile efectuate de oamenii de știință în vederea îmbunătățirii proprietăților substanțelor feromagnetice, crescând utilizarea lor procentuală în producție.