U zavisnosti od magnetnih svojstava, supstance su dijamagneti, paramagneti i feromagneti. A upravo feromagnetni materijal ima posebna svojstva koja se razlikuju od ostalih.
Kakva je ovo vrsta materijala i koja svojstva ima
Feromagnetni materijal (ili feromagnet) je tvar koja je u čvrstom kristalnom ili amorfnom stanju, koja je magnetizirana u odsustvu bilo kakvog magnetskog polja samo na niskoj kritičnoj temperaturi, tj. na temperaturi ispod Curie tačke. Magnetska osjetljivost ovog materijala je pozitivna i premašuje jedinicu. Neki feromagneti mogu imati spontanu magnetizaciju, čija će snaga ovisiti o vanjskim faktorima. Između ostalog, takvi materijali imaju odličnu magnetnu permeabilnost i sposobni su da pojačaju vanjsko magnetsko polje za nekoliko stotina hiljada puta.
Grupe feromagneta
Ukupno postoje dvije grupe feromagnetnih materijala:
- Magnetno mekana grupa. Feromagneti ove grupe imaju maleindikatori jačine magnetnog polja, ali imaju odličnu magnetnu permeabilnost (manje od 8,0×10-4 H/m) i niske gubitke na histerezi. Meki magnetni materijali uključuju: permalloje (legure sa dodatkom nikla i gvožđa), oksidne feromagnete (ferite), magnetodielektrike.
- Magnetski tvrda (ili magnetno tvrda grupa). Karakteristike feromagnetnih materijala ove grupe su veće od onih iz prethodne. Magnetne čvrste materije imaju i veliku jačinu magnetnog polja i dobru magnetnu permeabilnost. Oni su glavni materijali za proizvodnju magneta i uređaja u kojima se koristi sila prisile i potrebna je odlična magnetska osjetljivost. Magnetski tvrda grupa uključuje gotovo sve ugljične i neke legirane čelike (kob alt, volfram i krom).
Materijali magnetno meke grupe
Kao što je ranije spomenuto, grupa mekih magneta uključuje:
- Permalloys, koji se sastoji samo od legura gvožđa i nikla. Krom i molibden se ponekad dodaju permalojama kako bi se povećala propusnost. Pravilno napravljene permalloje imaju visoku magnetnu permeabilnost i koercitivnost.
- Feriti su feromagnetni materijal koji se sastoji od oksida željeza i cinka. Često se oksidi mangana ili nikla dodaju željezu i cinku kako bi se smanjila otpornost. Stoga se feriti često koriste kao poluprovodnici za visokofrekventne struje.
- Magnetodielektricisu praškasta mješavina željeza, magnetita ili praha permaloje umotana u dielektrični film. Baš kao i ferit, magnetodielektrici se koriste kao poluprovodnici u velikom broju uređaja: pojačala, prijemnici, predajnici, itd.
Materijal grupe tvrdih magneta
Sljedeći materijali pripadaju grupi tvrdih magneta:
- Ugljenični čelici napravljeni od legure gvožđa i ugljenika. U zavisnosti od količine ugljenika razlikuju se: niskougljenični (manje od 0,25% ugljenika), srednje ugljenični (od 0,25 do 0,6% ugljenika) i visokougljenični čelici (do 2% ugljenika). Pored gvožđa i ugljenika, u sastav legure mogu biti uključeni i silicijum, magnezijum i mangan. Ali najkvalitetniji i prikladniji feromagnetni materijali su oni ugljični čelici koji imaju najmanju količinu nečistoća.
- Legura na bazi rijetkih zemnih elemenata, kao što su legure samarijum-kob alta (SmCo5 ili Sm2Co17 spojevi). Imaju visoku magnetnu permeabilnost sa zaostalom indukcijom od 0,9 T. Istovremeno, magnetno polje u feromagnetima ovog tipa je takođe 0,9 T.
- Druge legure. To uključuje: legure volframa, magnezija, platine i kob alta.
Razlika između feromagnetnog materijala i drugih supstanci sa magnetnim svojstvima
Na početku članka je rečeno da feromagneti imaju posebna svojstva koja se značajno razlikujuod drugih materijala, a evo i nekih dokaza:
- Za razliku od dijamagneta i paramagneta, koji svoja svojstva izvode iz pojedinačnih atoma i molekula materije, svojstva feromagnetnih materijala zavise od kristalne strukture.
- Feromagnetni materijali, za razliku od, na primjer, paramagneta, imaju visoke vrijednosti magnetne permeabilnosti.
- Pored permeabilnosti, feromagneti se razlikuju od paramagnetnih materijala po tome što imaju zavisnu vezu između magnetizacije i jačine magnetizirajućeg polja, što ima naučni naziv - magnetna histereza. Mnogi feromagnetni materijali, poput kob alta i nikla, kao i legure na njihovoj bazi, podložni su sličnom fenomenu. Inače, magnetna histereza omogućava magnetima da održe stanje magnetizacije dugo vremena.
- Neki feromagnetni materijali također imaju mogućnost promjene oblika i veličine kada su magnetizirani. Ovaj fenomen se naziva magnetostrikcija i ne zavisi samo od vrste feromagneta, već i od drugih jednako važnih faktora, na primer, od jačine polja i položaja kristalografskih osa u odnosu na njih.
- Još jedna zanimljiva karakteristika feromagnetne supstance je sposobnost da izgubi svoja magnetna svojstva ili, pojednostavljeno rečeno, pretvori se u paramagnet. Ovaj efekat se može postići zagrijavanjem materijala iznad takozvane Curie tačke, dok prelazak u paramagnetno stanje nije praćen nikakvim nuspojavama i praktički je nevidljiv golim okom.oko.
Oblast primjene feromagneta
Kao što vidite, feromagnetni materijal zauzima posebno važno mjesto u savremenom svijetu tehnologije. Koristi se u proizvodnji:
- trajni magneti;
- magnetski kompasi;
- transformatori i generatori;
- elektronski motori;
- električni mjerni instrumenti;
- prijemnici;
- predajnici;
- pojačala i prijemnici;
- tvrdi diskovi za laptope i računare;
- zvučnici i neke vrste telefona;
- rekorderi.
U prošlosti su se neki meki magnetni materijali takođe koristili u radiotehnici za stvaranje magnetnih traka i filmova.
