Феромагнитен материал. Свойства и приложения на феромагнитите

В зависимост от магнитните свойства веществата са диамагнетични, парамагнети и феромагнити. Именно този феромагнитен материал има специални свойства, които се различават от останалите.

Какъв е този материал и какви качества има той?

Феромагнитен материал (или феромагнитен) - вещество, което е в твърдо кристално или аморфно състояние, което има намагнитване в отсъствие на магнитно поле, само при ниска критична температура, т.е. при температура под точката на Кюри ... Магнитната податливост на този материал е положителна и надхвърля единството. Някои феромагнити може да имат спонтанна магнетизация, чиято сила ще зависи от външни фактори. Наред с други неща, такива материали имат отлична магнитна пропускливост и са способни да усилват външно магнитно поле няколкостотин хиляди пъти.

Групи от феромагнити

Общо има две групи от феромагнитен материал:

1. Магнитна мека група. Феромагнитите от тази група имат малки стойности на якостта на магнитното поле, но имат отлична магнитна пропускливост (по-малка от 8.0 × 10^-4 GH / m) и ниски загуби на хистерезис. Магнетично меките материали включват: пермаломи (сплави с добавяне на никел и желязо), оксидни фероманти (ферити), магнитоелектрици.
2. Магнитно твърда (или магнитно твърда група). Характеристиките на феромагнитните материали от тази група са по-високи от тези на предишната. Магнито-твърдите вещества имат както силни магнитни полета, така и добра магнитна пропускливост. Те са основните материали за производство на магнити и устройства, при които се използва принудителна сила и се изисква отлична магнитна чувствителност. Магнитно-твърдата група включва почти цялата въглеродна и някои легирани стомани (кобалт, волфрам и хром).

Материали от магнитно мека група

Както беше споменато по-горе, магнитно-меката група включва:

• Permalloys, които се състоят само от сплави на желязо и никел. Понякога хром и молибден се добавят към пермалозите, за да се увеличи пропускливостта. Правилно направените Permalloys имат високи стойности на магнитна пропускливост и принудителна сила.
• Ферити - феромагнитен материал, състоящ се от железни оксиди и цинк. Често манган или никелови оксиди се добавят към желязото и цинка, за да се намали съпротивлението. Ето защо феритите често се използват като полупроводници за високочестотни токове.
• Магнитоелектриците са прахообразна смес от железен прах, магнетит или пермалоил, обвити в диелектричен филм. Подобно на феритите, магнито-диелектриците се използват като полупроводници в различни устройства: усилватели, приемници, предаватели и др.

Материали от групата магнито-твърди

Магнито-твърдата група включва следните материали:

• Въглеродна стомана, състояща се от сплав от желязо и въглерод. В зависимост от количеството въглерод са: нисковъглеродна (по-малко от 0,25% въглерод) среда (от 0.25 до 0.6% въглерод) и високо въглеродна стомана (до 2% въглерод). В допълнение към желязото и въглерода, съставът на сплавта може да включва също силиций, магнезий и манган. Но най-качествените и подходящи феромагнитни материали са тези въглеродни стомани, които имат най-малко количество примеси.
• Сплави на базата на елементи от редкоземни елементи, например самарий-кобалтови сплави (SmCo5 или Sm2Co17 съединения). Те имат високи скорости на магнитна пропускливост с остатъчна индукция от 0,9 T. В този случай магнитното поле във феромагнитите от този тип също е 0,9 Т.
• Други сплави. Те включват: волфрам, магнезий, платина и кобалтови сплави.

Разликата между феромагнитния материал и другите вещества с магнитни свойства

В началото на статията се казва, че феромагнитите имат специални свойства, които се различават значително от другите материали и тук има няколко доказателства:

1. За разлика от диамагнетите и парамагнетите, които получават свойствата си от отделни атоми и молекули вещества, свойства Феромагнитните материали зависят от кристалната структура.
2. Феромагнитните материали, за разлика, например, от парамагнети, имат големи стойности на магнитната пропускливост.
3. В допълнение към пропускливост, ferromagnets различават от парамагнитни материали от факта, че те имат зависима връзка между намагнитването и силата на полето за намагнетизиране, която има научно наименование - магнитен хистерезис. Много феромагнитни материали, като кобалт и никел, както и сплави, които се основават на тях, са обект на подобен феномен. Между другото, това е магнитната хистерезис, която позволява на магнитите да поддържат магнетизиращото състояние дълго време.
4. Някои феромагнитни материали също имат свойството да променят формата и размера си, когато са магнетизирани. Това явление се нарича магнитострикция и зависи не само от вида на феромагнитен материал, но също и върху други важни фактори като силата на терена и разположението на кристалографски оси по отношение на тях.
5. Друга интересна особеност на феромагнитната субстанция е способността да се губят магнитните свойства или да се превърне по-просто в парамагнит. Този ефект може да се постигне чрез загряване на материала над т.нар точка на Кюри, преходът на парамагнитен състояние не се придружава от всяка страна на явлението и почти незабележимо за невъоръжено око.

Обхват на приложение на феромагнитите

Както можете да видите, феромагнитният материал заема особено важно място в съвременния свят на технологиите. Използва се при производството на:

• постоянни магнити;
• магнитни компаси;
• трансформатори и генератори;
• електронни мотори;
• електрически измервателни уреди;
• приемници;
• предаватели;
• усилватели и приемници;
• твърди дискове за лаптопи и персонални компютри;
• високоговорители и някои видове телефони;
• устройства за записване на звук.

В миналото някои меки магнитни материали също се използват в радиотехниката при създаването на магнитни ленти и филми.