Millised on magnetiliste materjalide omadused ja klassifikatsioon?

Füüsika ja tehnika valdkonnas nurgakivi magnetilised materjalid avaldavad ainulaadseid omadusi, mis muudavad need hädavajalikuks erinevates rakendustes, alates igapäevasest elektroonikast kuni arenenud tehnoloogiliste uuendusteni. Neid materjale iseloomustab nende võime reageerida välisele magnetväljale, näidates mitmesuguseid käitumisvõimalusi, mis klassifitseerivad need eraldiseisvatesse kategooriatesse. Allpool on lühike sissejuhatus magnetiliste materjalide omaduste ja klassifikatsioonide kohta, mis on kirjutatud inglise keeles.

Magnetmaterjalide omadused:

1. Magnetism: kõige põhilisem omadus on nende võime olla magnetiseeruda, mis tähendab, et need võivad välise magnetväljaga kokkupuutel muutuda ajutiseks või püsimagnetiks.

2. Anisotroopia: paljudel magnetilistel materjalidel on anisotroopia, kus nende magnetilised omadused erinevad sõltuvalt mõõtmissuunast. See suundsõltuvus on ülioluline rakenduste jaoks, mis nõuavad konkreetseid magnetorientatsioone.

3. Kurie temperatuur: igal magnetilisel materjalil on ainulaadne kurie temperatuur, mille kohal kaotab see termiliste kõikumiste tõttu oma magnetilised omadused. See temperatuur on magnetseadmete töövahemiku määramisel kriitilise tähtsusega.

4. Hüsterees: kui väline magnetväli on varieerunud, kuvatakse magnetilistel materjalidel hüsterees, muutuva välja taga olev magnetiseerumine. See viib magnetiseerimise säilitamiseni ka pärast põllu eemaldamist, moodustades püsimagnetite aluse.

5. Küllastusmagnetiseerimine: piisavalt kõrgetel väljadel jõuavad magnetilised materjalid küllastumise, kus nende magnetiseerimine ei suurene enam põllu tugevuse suurenemisega. See küllastusväärtus on oluline parameeter magnetilise tugevuse hindamiseks.

1. Ferromagnetilised materjalid: nende hulka kuuluvad raud, nikkel, koobalt ja nende sulamid. Neid köidavad tugevalt magnetid ja need võivad muutuda püsimagnetiks. Neil on selged hüstereesisilmused ja kõrge küllastusmagnetiseerimine.

2. Ferrimagnetilised materjalid: sarnaselt ferromagnetiliste materjalidega, kuid koosneb kahest või enamast osaliselt tühistatud hetkega magnetilisest alamteesist. Näideteks on magnetiit (Fe₃o₄) ja yttrium raud granaat (yig).

3. Paramagnetilised materjalid: need materjalid muutuvad välise välja juuresolekul nõrgalt magnetiseerituks. Nende magnetmomendid joonduvad väljaga, kuid ei jää magnetiseerituks, kui väli on eemaldatud. Näited hõlmavad alumiiniumi, hapnikku ja üllaseid gaase.

4. Diamagnetilised materjalid: neid materjale tõrjuvad nõrgalt magnetid. Nende magnetmomendid on välisele väljale vastu, mille tulemuseks on negatiivne vastuvõtlikkus. Tavaliste diamagnetiliste materjalide hulka kuuluvad vask, hõbe ja kuld.

5. Antiferromagnetilised materjalid: nendel materjalidel on vastassuundades paigutatud magnetmoment, mis põhjustab välise välja puudumisel nullvõrgu magnetiseerimist. Teatud tingimustel võivad neil siiski ilmneda keerukaid magnetkäitumisi, näiteks spin-flopi üleminekuid.

Kokkuvõtlikult hõlmavad magnetilised materjalid mitmesuguseid omadusi ja klassifikatsioone, millest igaühel on ainulaadsed omadused, mis sobivad konkreetsete rakenduste jaoks. Alates ferromagnetiliste materjalide tugevast püsivusest kuni paramagnetiliste ja diamagnetiliste ainete peene reageerimiseni suurendavad nende materjalide uurimist ja kasutamist tehnoloogia ja teaduse edendamist.