Ինչպես են մշտական ​​մագնիսները պահպանում իրենց մագնիտիզմը:

Մշտական ​​մագնիսները , որոնք նաեւ հայտնի են որպես ծանր մագնիսներ, նյութեր են, որոնք երկար ժամանակահատվածների ընթացքում պահպանում են իրենց մագնիտիզմը, առանց արտաքին մագնիսական դաշտի անհրաժեշտության: Մագնիսիզմը պահպանելու այս ունակությունը նրանց եզակի ներքին կառուցվածքի եւ մագնիսական նյութեր կարգավորող ֆիզիկական սկզբունքների արդյունք է: Հասկանալով, թե ինչպես մշտապես մագնիսները պահում են իրենց մագնիսությունը, պահանջում են իրենց ատոմային եւ տիրույթի մակարդակի վարքի, ինչպես նաեւ դրանց դիզայնի հետեւում գտնվող նյութերի գիտությունը:

Ատոմային մակարդակի մագնիսականություն

Ատոմային մակարդակում մագնիսականությունը ծագում է էլեկտրոնների շարժումից: Էլեկտրոնները ունեն երկու տեսակի շարժման. Ուղեծրային շարժում միջուկի շուրջը եւ պտտվում շարժումը իրենց առանցքի շուրջ: Երկու միջնորդությունները առաջացնում են փոքրիկ մագնիսական դաշտեր, որոնք հայտնի են որպես մագնիսական պահեր: Շատ նյութեր, այս մագնիսական պահերը պատահականորեն կողմնորոշված ​​են, չեղյալ հայտարարելով միմյանց եւ ոչ մի զուտ մագնիսության արդյունքում: Այնուամենայնիվ, ֆերոմագնիսական նյութերում (օրինակ, երկաթ, նիկել եւ կոբալտ), հարեւան ատոմների մագնիսական պահերը հավասարեցնում են նույն ուղղությամբ, ստեղծելով տարածաշրջաններ `զուտ մագնիսական դաշտով:

Մագնիսական տիրույթներ

Ferromagnetic նյութերում ատոմային մագնիսական պահերի հավասարեցումը համազգեստ չէ ամբողջ նյութի ամբողջ տարածքում: Փոխարենը, նյութը բաժանված է փոքր մարզերի, որոնք կոչվում են մագնիսական տիրույթներ: Յուրաքանչյուր տիրույթի շրջանակներում մագնիսական պահերը հավասարեցված են նույն ուղղությամբ, տիրույթին տալով զուտ մագնիսական դաշտ: Այնուամենայնիվ, անթույլատրելի վիճակում տիրում են, որ տիրույթներն իրենք պատահականորեն կողմնորոշված ​​են, ուստի նյութը, որպես ամբողջություն, չի ցուցադրում զուտ մագնիսական դաշտ:

Երբ արտաքին մագնիսական դաշտը կիրառվում է ֆերոմագնիսական նյութի վրա, դաշտի հետ հավասարեցված տիրույթները աճում են չափի մեջ, մինչդեռ դրանք, որոնք չեն հավասարվում: Այս գործընթացը հայտնի է որպես տիրույթի պատի շարժում: Եթե ​​արտաքին դաշտը բավականաչափ ուժեղ է, ապա այն կարող է հանգեցնել բոլոր ոլորտներին հավասարեցնել նույն ուղղությամբ, ինչը հանգեցնում է զուտ մագնիսական դաշտի ամբողջ նյութի: Արտաքին դաշտը հեռացնելուց հետո տիրույթները շարունակում են համահունչ լինել նյութի բարձր հարկադրանքի պատճառով, ինչը դիմադրություն է դարակագրվել: Այս հավասարեցումն այն է, ինչը մշտական ​​մագնիսներ է տալիս մագնիտիզմը պահպանելու հնարավորությունը:

Հիստերեզեզ եւ հարկադրանք

Մշտական ​​մագնիսի իր մագնիտիզմը սերտորեն կապված է իր հիստերիեզի օղակի հետ, որը գրաֆիկ է, որը ցույց է տալիս նյութը մագնիսական դաշտի ուժի (ժ) եւ մագնիսական հոսքի խտության միջեւ: Հիստերեզի հանգույցը ցույց է տալիս, թե ինչպես է նյութը արձագանքում արտաքին մագնիսական դաշտին եւ ինչպես է այն պահպանում մագնիտիզացումը դաշտի հեռացման պահից հետո:

Հիստերեզեզի հանգույցի հիմնական առանձնահատկությունն է հարկադիրությունը, որը հակադարձ մագնիսական դաշտի քանակն է, որը պահանջվում է նյութի մագնիտիզացումը զրոյի նվազեցնելու համար: Մշտական ​​մագնիսներն ունեն բարձր հարկադայմանություն, այսինքն, նրանց համար անհրաժեշտ է ուժեղ հակադարձ դաշտ, դրանք Demagnetize: Այս բարձր հարկադումը նյութի բյուրեղային կառուցվածքի արդյունք է եւ թերությունների կամ կեղտաջրերի առկայություն, որոնք տեղում են տիրույթի պատերը:

Նյութական կազմ եւ միկրոհամակարգ

Մշտական ​​մագնիսի հնարավորությունը պահպանելու համար իր մագնիտիզմը ազդում է նաեւ իր նյութական կազմի եւ միկրոկառուցի վրա: Ընդհանուր մագնիսական նյութերը ներառում են Ferrites, Alnico (ալյումին-նիկել-կոբալտ) եւ հազվագյուտ երկրագնդի մագնիսներ, ինչպիսիք են Neodymium-Iron-Boron (NDFEB) եւ Samarium-Cobalt (SMCO): Այս նյութերը ունեն բարձր մագնիսական անիսոտրոպ, ինչը նշանակում է, որ դրանց մագնիսական պահերը նախընտրում են հավասարեցնել հատուկ բյուրեղագրական ուղղություններով: Այս անիսոտրոպը, որը զուգորդվում է մանր մանրադիտակի հետ, օգնում է տեղում կողպել տիրույթները, ապահովելով, որ մագնիսը պահպանի իր մագնիտիզմը նույնիսկ արտաքին դաշտի բացակայության դեպքում:

Բնապահպանական գործոններ

Չնայած մշտական ​​մագնիսները նախատեսված են իրենց մագնիտիզմը պահպանելու համար, բնապահպանական որոշակի գործոններ կարող են ազդել դրանց կատարման վրա: Օրինակ, բարձր ջերմաստիճանը կարող է առաջացնել ջերմային էներգիա `խաթարել մագնիսական տիրույթների հավասարեցումը, հանգեցնելով մագնիտիզմի կորստի: Այս ջերմաստիճանի շեմն է հայտնի է որպես Curie- ի ջերմաստիճանը, որի վերեւում նյութը կորցնում է իր ֆերոմագնիսական հատկությունները: Մեխանիկական ցնցումը, կոռոզիան եւ ուժեղ արտաքին մագնիսական դաշտերի ազդեցությունը ժամանակի ընթացքում կարող են նաեւ քայքայել մագնիսի կատարումը:

Եզրափակում

Մշտական ​​մագնիսները պահպանում են իրենց մագնիսականությունը `իրենց կառուցվածքում մագնիսական տիրույթների հավասարեցման, բարձր հարկադրանքի եւ նյութական հատկությունների վրա, որոնք տեղում են այս տիրույթները: Ատոմային մակարդակի մագնիսական պահերի, տիրույթի պահվածքի եւ նյութական գիտության միջամտությունը ապահովում է, որ մշտական ​​մագնիսները կարող են երկար ժամանակ պահպանել իրենց մագնիսական դաշտը: Այնուամենայնիվ, դրանց կատարողականը կարող է ազդել շրջակա միջավայրի գործոնների վրա, կարեւորելով հատուկ նյութերի ընտրությունը եւ ձեւավորումը հատուկ դիմումների համար: Որպես տեխնոլոգիայի առաջընթաց, նույնիսկ ավելի բարձր հարկադրանքի եւ ջերմային կայունության նոր մագնիսական նյութերի զարգացումը շարունակում է ընդլայնել տարբեր արդյունաբերություններում մշտական ​​մագնիսների հնարավորությունները: