Тұрақты магнит магниттерін қалай сақтайды?

Қатты магниттер деп те аталатын тұрақты магниттер , бұл магнитизмді ұзақ уақыт бойы сыртқы магнит өрісіне қажетсіз сақтайды. Магнитті сақтау мүмкіндігі - олардың ерекше ішкі құрылымы және магниттік материалдарды реттейтін физикалық қағидалар нәтижесі. Тұрақты магниттердің магниттерін қалай ұстау керектігін түсіну олардың атом және домендік мінез-құлқын, сондай-ақ олардың дизайнындағы материал туралы ғылымды зерттеуді қажет етеді.

Атомдық магниттизм

Атомдық деңгейде магнетизм электрондардың қозғалысынан туындайды. Электрондардың екі түрі бар: ядро ​​айналасында орбиталық қозғалыс және өз осіндегі айналдыру қозғалысы. Екі қозғалыс та, магниттік сәттер деп аталатын ұсақ магнит өрістерін жасайды. Көптеген материалдарда, бұл магниттік сәттер кездейсоқ бағытталған, бір-бірін болдырмайды және желінің таза магниттелмейді. Алайда, ферромагниттік материалдарда (мысалы, темір, никель және кобальт), көрші атомдардың магниттік сәттері сол бағытта, таза магнит өрісі бар аймақтарды құрады.

Магниттік домендер

Ферромагниттік материалдарда атом магниттік сәттерінің туралануы бүкіл материалда біркелкі емес. Оның орнына, материал магниттік домендер деп аталатын шағын өңірлерге бөлінеді. Әр доменнің ішінде магниттік сәттер доменге таза магнит өрісі беріліп, дәл сол бағытта тураланады. Алайда, ымультетендірілген күйде домендердің өздері кездейсоқ бағытталған, сондықтан материал бүкіл магнит өрісін көрсетпейді.

Сыртқы магнит өрісі ферромагниттік материалға қолданылған кезде, өріске тураланған домендер мөлшерде өседі, ал тураланбаған, ал тураланбағандар. Бұл процесс домен қабырғасының қозғалысы деп аталады. Егер сыртқы өріс жеткілікті күшті болса, онда ол барлық домендердің бірдей бағытта тураланғанына әкелуі мүмкін, нәтижесінде бүкіл материал үшін таза магнит өрісіне әкелуі мүмкін. Сыртқы өріс алынып тасталғаннан кейін, домендер материалдың жоғары қолданылуына байланысты тураланады, бұл демагнеттелуге төзімділік болып табылады. Бұл туралау - тұрақты магниттерге магнитті сақтау қабілетін береді.

Гистерезис және мәжбүрлеу

Тұрақты магниттің магниттелу қабілеті оның гистинезис цикліімен тығыз байланысты, бұл магнит өрісінің беріктігі (H) және магниттік флюкс тығыздығы (B) арасындағы (B) арасындағы қатынасты көрсетеді. Гистерезис циклі сыртқы магнит өрісіне қалай жауап беретінін және өрістен кейін магниттелуді қалай сақтайтынын көрсетеді.

Гистезездің негізгі ерекшелігі - бұл мәжбүрлеу, бұл материалдың магниттелуін нөлге дейін төмендету үшін кері магнит өрісінің мөлшері болып табылады. Тұрақты магниталар жоғары үлкейтуге ие, бұл оларды Demagnetize-ді күшті кері өріс қажет етеді. Бұл жоғары тиімділік материалдың кристалды құрылымының және ақаулардың немесе ақаулардың немесе ақаулардың немесе қоспалардың болуы, олар домен қабырғаларында, олардың оңай қайта бағыттауына жол бермейді.

Материалдық құрамы және микроқұрылым

Тұрақты магниттің магнитін сақтау қабілеті оның материалдық құрамы мен микроқұрылымдарына әсер етеді. Жалпы тұрақты магнит материалдарына феррис, альнико (алюминий-никель-кобальт), ал сирек-жер магниттері, мысалы, Neodymium-Tod-Bor (NDFEB) және Самарий-кобальт (SMCO). Бұл материалдарда жоғары магниттік анизотропия бар, бұл олардың магниттік сәттері белгілі бір кристаллографиялық бағыттар бойынша туралауды жөн көреді. Бұл анизотропия ұсақ түйіршіктелген микроқұрылыммен бірге домендерді бекітіліп, магниттің сыртқы өрісі болмаған кезде де, магнитизмді сақтап қалуға көмектеседі.

Қоршаған орта факторлары

Тұрақты магниттер магниттелді сақтау үшін жасалған кезде, белгілі бір қоршаған орта факторлары олардың жұмысына әсер етуі мүмкін. Мысалы, жоғары температура жылу энергиясының магниттік домендердің туралануын бұзу үшін, магниттелуге әкеледі. Бұл температура шегі - бұл кюри температурасы ретінде белгілі, оның үстінен материал ферромагниттік қасиеттерін жоғалтады. Механикалық шок, коррозия және күшті сыртқы магнит өрістерінің әсері Уақыт өте келе магниттің өнімділігін төмендетуі мүмкін.

Қорытынды

Тұрақты магнит магниттік домендердің құрылымында, олардың құрылымында, жоғары мәжбүрлеушісіне және осы домендерді орнында құлыптайтын материалдық қасиеттерге байланысты магнитизмді сақтайды. Атомдық деңгейдегі магниттік сәттерді, домендік мінез-құлық және материалдық ғылымның өзара әрекеттесуі тұрақты магниттердің магнит өрісін ұзақ уақыт сақтай алады. Алайда, олардың жұмысына қоршаған ортаның факторлары әсер етуі мүмкін, бұл нақты қолданбалар үшін дұрыс материал мен дизайнды таңдаудың маңыздылығын көрсетеді. Технологиялық жетістіктер ретінде жаңа үлкейту және жылу тұрақтылығы бар жаңа магниттік материалдарды әзірлеу әр түрлі салалардағы тұрақты магниттердің мүмкіндіктерін кеңейтуді жалғастыруда.