Mitkä ovat magneettimateriaalien ominaisuudet ja luokittelu?

Magneettiset materiaalit, fysiikan ja tekniikan valtakunnan kulmakivi, on ainutlaatuisia ominaisuuksia, jotka tekevät niistä välttämättömiä erilaisissa sovelluksissa jokapäiväisestä elektroniikasta edistyneisiin teknologisiin innovaatioihin. Näille materiaaleille on ominaista kyky reagoida ulkoiseen magneettikenttään, joka näyttää joukon käyttäytymismalleja, jotka luokittavat ne erillisiin luokkiin. Alla on tiivis johdanto englanniksi kirjoitettujen magneettimateriaalien ominaisuuksiin ja luokituksiin.

Magneettisten materiaalien ominaisuudet:

1. Magnetismi: Perusteellisin ominaisuus on niiden kyky magnetoida, mikä tarkoittaa, että niistä voi tulla väliaikaisia ​​tai pysyviä magneeteja, kun ne altistetaan ulkoiselle magneettikentälle.

2. Anisotropia: Monilla magneettisilla materiaaleilla on anisotropia, jossa niiden magneettiset ominaisuudet eroavat mittaussuuntaan riippuen. Tämä suunnattu riippuvuus on ratkaisevan tärkeä sovelluksille, jotka vaativat erityisiä magneettisia suuntauksia.

3. Curien lämpötila: Jokaisella magneettisella materiaalilla on ainutlaatuinen curien lämpötila, jonka yläpuolella se menettää magneettiset ominaisuutensa lämpövaihteluista johtuen. Tämä lämpötila on kriittinen magneettisten laitteiden toiminta -alueen määrittämisessä.

4. Hystereesi: Kun ulkoinen magneettikenttä vaihtelee, magneettiset materiaalit osoittavat hystereesiä, viive magnetoinnissa muuttuvan kentän takana. Tämä johtaa magnetoinnin pidättämiseen myös kentän poistamisen jälkeen, muodostaen pysyvien magneettien perustan.

5. Kyllyysmagnetointi: Riittävän korkeilla kentillä magneettiset materiaalit saavuttavat kylläisyyden, missä niiden magnetointi ei enää kasvaa kentän lujuuden kasvaessa. Tämä kylläisyysarvo on tärkeä parametri magneettisen lujuuden arvioimiseksi.

1. Ferromagneettiset materiaalit: Näihin kuuluvat rauta, nikkeli, koboltti ja niiden seokset. Niitä houkuttelevat voimakkaasti magneetit ja niistä voi tulla pysyviä magneetit. Niillä on kirkasta hystereesisilmukoita ja korkea kylläisyyden magnetointi.

2. Ferrimagneettiset materiaalit: Samanlainen kuin ferromagneettiset materiaalit, mutta koostuvat kahdesta tai useammasta magneettisesta alakalvosta osittain peruutetuilla hetkillä. Esimerkkejä ovat magnetiitti (fe₃o₄) ja yttrium rautagranaatti (YIG).

3. Paramagneettiset materiaalit: Nämä materiaalit muuttuvat heikosti magnetoituneiksi ulkoisen kentän läsnä ollessa. Heidän magneettiset hetkensä kohdistuvat kentän kanssa, mutta eivät pysy magnetoituneina, kun kenttä on poistettu. Esimerkkejä ovat alumiini, happi ja jalokaasut.

4. Diamagneettiset materiaalit: Nämä materiaalit hylkäävät heikosti magneetit. Heidän magneettiset hetkensä vastustavat ulkoista kenttää, mikä johtaa negatiiviseen herkkyyteen. Yleisiä diamagneettisia materiaaleja ovat kupari, hopea ja kulta.

5. Antiferromagneettiset materiaalit: Näillä materiaaleilla on magneettiset momentit, jotka on järjestetty vastakkaisiin suuntiin, mikä johtaa nollaverkon magnetointiin ulkoisen kentän puuttuessa. Tietyissä olosuhteissa he voivat kuitenkin osoittaa monimutkaisia ​​magneettisia käyttäytymisiä, kuten spin-flop-siirtymiä.

Yhteenvetona voidaan todeta, että magneettiset materiaalit kattavat monipuoliset ominaisuudet ja luokitukset, joista jokaisella on ainutlaatuiset ominaisuudet, jotka sopivat tiettyihin sovelluksiin. Ferromagneettisten materiaalien voimakkaasta pysyvyydestä paramagneettisten ja diamagneettisten aineiden hienoihin vasteisiin näiden materiaalien tutkimus ja hyödyntäminen lisäävät edelleen tekniikan ja tieteen kehitystä.