ลักษณะและการจำแนกประเภทของวัสดุแม่เหล็กคืออะไร?

วัสดุแม่เหล็กซึ่งเป็นรากฐานที่สำคัญในขอบเขตของฟิสิกส์และวิศวกรรมแสดงคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งทำให้พวกเขาขาดไม่ได้ในการใช้งานที่หลากหลายตั้งแต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในชีวิตประจำวันไปจนถึงนวัตกรรมทางเทคโนโลยีขั้นสูง วัสดุเหล่านี้มีความสามารถในการตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กภายนอกโดยแสดงพฤติกรรมที่หลากหลายที่แบ่งออกเป็นหมวดหมู่ที่แตกต่างกัน ด้านล่างนี้เป็นการแนะนำอย่างรัดกุมเกี่ยวกับลักษณะและการจำแนกประเภทของวัสดุแม่เหล็กที่เขียนเป็นภาษาอังกฤษ

ลักษณะของวัสดุแม่เหล็ก:

1. Magnetism: ลักษณะพื้นฐานที่สุดคือความสามารถในการดึงดูดซึ่งหมายความว่าพวกมันสามารถกลายเป็นแม่เหล็กชั่วคราวหรือถาวรเมื่อสัมผัสกับสนามแม่เหล็กภายนอก

2. Anisotropy: วัสดุแม่เหล็กจำนวนมากแสดง anisotropy ซึ่งคุณสมบัติแม่เหล็กของพวกเขาแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับทิศทางของการวัด การพึ่งพาทิศทางนี้มีความสำคัญสำหรับการใช้งานที่ต้องการการปรับทิศทางแม่เหล็กที่เฉพาะเจาะจง

3. อุณหภูมิ Curie: วัสดุแม่เหล็กแต่ละตัวมีอุณหภูมิคูรีที่ไม่ซ้ำกันซึ่งจะสูญเสียคุณสมบัติแม่เหล็กเนื่องจากความผันผวนทางความร้อน อุณหภูมินี้มีความสำคัญในการกำหนดช่วงการทำงานของอุปกรณ์แม่เหล็ก

4. Hysteresis: เมื่อสนามแม่เหล็กภายนอกมีการเปลี่ยนแปลงวัสดุแม่เหล็กจะแสดงฮิสเทรีซิสความล่าช้าในการดึงดูดสนามแม่เหล็กที่อยู่ด้านหลังสนามที่เปลี่ยนแปลง สิ่งนี้นำไปสู่การเก็บรักษาแม่เหล็กแม้หลังจากที่สนามถูกลบออกไปสร้างพื้นฐานของแม่เหล็กถาวร

5. ความอิ่มตัวของแม่เหล็ก: ที่สนามที่สูงพอวัสดุแม่เหล็กถึงความอิ่มตัวซึ่งการทำให้แม่เหล็กของพวกเขาไม่เพิ่มขึ้นอีกต่อไปเมื่อความแรงของสนามเพิ่มขึ้นอีกต่อไป ค่าความอิ่มตัวนี้เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับการประเมินความแข็งแรงของแม่เหล็ก

1. วัสดุ Ferromagnetic: เหล่านี้รวมถึงเหล็กนิกเกิลโคบอลต์และโลหะผสมของพวกเขา พวกมันถูกดึงดูดอย่างมากกับแม่เหล็กและสามารถกลายเป็นแม่เหล็กถาวรได้ พวกเขาแสดงลูป hysteresis ที่ชัดเจนและการดึงดูดความอิ่มตัวสูง

2. วัสดุ Ferrimagnetic: คล้ายกับวัสดุ ferromagnetic แต่ประกอบด้วย sublattices แม่เหล็กสองตัวขึ้นไปพร้อมกับช่วงเวลาที่ถูกยกเลิกบางส่วน ตัวอย่าง ได้แก่ Magnetite (Fe₃o₄) และ Yttrium Iron Garnet (YIG)

3. วัสดุพาราแมกเนติก: วัสดุเหล่านี้กลายเป็นแม่เหล็กที่อ่อนแอในที่ที่มีสนามภายนอก ช่วงเวลาแม่เหล็กของพวกเขาสอดคล้องกับสนาม แต่ไม่ได้อยู่ในสนามแม่เหล็กเมื่อสนามถูกลบออก ตัวอย่าง ได้แก่ อลูมิเนียมออกซิเจนและก๊าซโนเบิล

4. วัสดุ Diamagnetic: วัสดุเหล่านี้ถูกขับไล่ด้วยแม่เหล็กอย่างอ่อน ช่วงเวลาแม่เหล็กของพวกเขาคัดค้านสนามภายนอกทำให้เกิดความอ่อนแอเชิงลบ วัสดุ diamagnetic ทั่วไป ได้แก่ ทองแดงเงินและทองคำ

5. วัสดุ Antiferromagnetic: วัสดุเหล่านี้มีช่วงเวลาแม่เหล็กที่จัดเรียงในทิศทางตรงกันข้ามนำไปสู่การดึงดูดสุทธิเป็นศูนย์ในกรณีที่ไม่มีสนามภายนอก อย่างไรก็ตามภายใต้เงื่อนไขบางประการพวกเขาสามารถแสดงพฤติกรรมแม่เหล็กที่ซับซ้อนเช่นการเปลี่ยนสปินฟล็อป

โดยสรุปวัสดุแม่เหล็กครอบคลุมถึงลักษณะและการจำแนกประเภทที่หลากหลายแต่ละรายการมีคุณสมบัติที่ไม่ซ้ำกันที่เหมาะสำหรับการใช้งานที่เฉพาะเจาะจง จากความคงทนที่แข็งแกร่งของวัสดุ ferromagnetic ไปจนถึงการตอบสนองที่ละเอียดอ่อนของสารพาราแมกเนติกและ diamagnetic การศึกษาและการใช้ประโยชน์จากวัสดุเหล่านี้ยังคงขับเคลื่อนความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและวิทยาศาสตร์