Pag-uuri at pangunahing katangian ng mga magnetic na materyales

Ang lahat ng mga sangkap sa kalikasan ay magnetic sa kahulugan na mayroon silang ilang mga magnetic na katangian at nakikipag-ugnayan sa isang tiyak na paraan sa isang panlabas na magnetic field.

Ang mga materyales na ginamit sa teknolohiya ay tinatawag na magnetic, na isinasaalang-alang ang kanilang mga magnetic properties. Ang mga magnetic na katangian ng sangkap ay nakasalalay sa mga magnetic na katangian ng microparticle, ang istraktura ng mga atomo at molekula.

Pag-uuri ng mga magnetic na materyales

Ang mga magnetic na materyales ay nahahati sa mahinang magnetic at malakas na magnetic.

Ang pagiging mahinang magnetic ay kinabibilangan ng mga diamagnet at paramagnet.

Malakas na magnetic - ferromagnets, na maaaring magnetically soft at magnetically hard. Pormal, ang pagkakaiba sa mga magnetic na katangian ng mga materyales ay maaaring mailalarawan sa pamamagitan ng kamag-anak na magnetic permeability.

Ang mga diamagnet ay tumutukoy sa mga materyales na ang mga atomo (ions) ay walang resultang magnetic moment. Sa panlabas, ang mga diamagnet ay nagpapakita ng kanilang sarili sa pamamagitan ng pagtataboy ng magnetic field. Kabilang dito ang zinc, tanso, ginto, mercury at iba pang mga materyales.

Ang mga paramagnet ay tinatawag na mga materyales, ang mga atomo (ion) na nagreresulta sa isang magnetic moment na independiyente sa panlabas na magnetic field. Sa panlabas, ang mga paramagnet ay nagpapakita sa pamamagitan ng pagkahumaling hindi magkakatulad na magnetic field… Kabilang dito ang aluminum, platinum, nickel at iba pang materyales.

Ang mga ferromagnets ay tinatawag na mga materyales kung saan ang kanilang sariling (panloob) magnetic field ay maaaring daan-daang at libu-libong beses na mas mataas kaysa sa panlabas na magnetic field na naging sanhi nito.

Ang bawat ferromagnetic body ay nahahati sa mga rehiyon - maliliit na lugar ng spontaneous (spontaneous) magnetization. Sa kawalan ng isang panlabas na magnetic field, ang mga direksyon ng magnetizing vectors ng iba't ibang mga rehiyon ay hindi nag-tutugma, at ang nagresultang magnetization ng buong katawan ay maaaring maging zero.

Mayroong tatlong uri ng mga proseso ng ferromagnetic magnetization:

1. Ang proseso ng reversible displacement ng magnetic domains. Sa kasong ito, mayroong isang displacement ng mga hangganan ng mga rehiyon na nakatuon na pinakamalapit sa direksyon ng panlabas na field. Kapag inalis ang field, lumilipat ang mga domain sa kabilang direksyon. Ang rehiyon ng reversible domain displacement ay matatagpuan sa paunang bahagi ng magnetization curve.

2. Ang proseso ng hindi maibabalik na pag-aalis ng mga magnetic domain. Sa kasong ito, ang pag-aalis ng mga hangganan sa pagitan ng mga magnetic domain ay hindi naaalis sa pagbaba ng magnetic field. Ang mga paunang posisyon ng mga domain ay maaaring makamit sa proseso ng pagbabalik ng magnetization.

Ang hindi maibabalik na pag-aalis ng mga hangganan ng domain ay humahantong sa hitsura magnetic hysteresis — ang lag ng magnetic induction mula sa lakas ng field.

3. Mga proseso ng pag-ikot ng domain. Sa kasong ito, ang pagkumpleto ng mga proseso ng displacement ng mga hangganan ng domain ay humahantong sa teknikal na saturation ng materyal.Sa rehiyon ng saturation, umiikot ang lahat ng rehiyon sa direksyon ng field. Ang hysteresis loop na umabot sa saturation region ay tinatawag na boundary.

Ang limiting hysteresis circuit ay may mga sumusunod na katangian: Bmax - saturation induction; Br - natitirang induction; Hc - pumipigil (mapilit) na puwersa.

Mga materyales na may mababang halaga ng Hc (makitid na hysteresis cycle) at mataas magnetic permeability ay tinatawag na soft magnetic.

Ang mga materyales na may mataas na halaga ng Hc (malawak na hysteresis loop) at mababang magnetic permeability ay tinatawag na magnetically hard materials.

Sa panahon ng magnetization ng isang ferromagnet sa alternating magnetic field, ang mga pagkawala ng thermal energy ay palaging sinusunod, iyon ay, ang materyal ay uminit. Ang mga pagkalugi na ito ay dahil sa hysteresis at eddy kasalukuyang pagkalugi… Ang pagkawala ng hysteresis ay proporsyonal sa lugar ng hysteresis loop. Ang mga pagkalugi ng Eddy current ay depende sa electrical resistance ng ferromagnet. Kung mas mataas ang paglaban, mas mababa ang pagkalugi ng eddy current.

Magnetically malambot at magnetically hard materyales

Ang malambot na magnetic na materyales ay kinabibilangan ng:

1. Teknikal na purong bakal (electric low carbon steel).

2. Mga bakal na electrotechnical na silikon.

3. Iron-nickel at iron-cobalt alloys.

4. Soft magnetic ferrites.

Ang mga magnetic na katangian ng mababang-carbon na bakal (teknikal na purong bakal) ay nakasalalay sa nilalaman ng mga impurities, pagbaluktot ng kristal na sala-sala dahil sa pagpapapangit, laki ng butil at paggamot sa init. Dahil sa mababang resistivity nito, ang komersyal na purong bakal ay bihirang ginagamit sa electrical engineering, pangunahin para sa DC magnetic flux circuits.

Ang electrotechnical silicon steel ay ang pangunahing magnetic material para sa mass consumption. Ito ay isang iron-silicon alloy. Ang paghahalo sa silikon ay nagbibigay-daan sa iyo upang bawasan ang mapilit na puwersa at dagdagan ang paglaban, iyon ay, bawasan ang mga pagkalugi sa kasalukuyang eddy.

Ang mga de-koryenteng bakal na sheet, na ibinibigay sa mga indibidwal na sheet o coils, at strip na bakal, na ibinibigay lamang sa mga coils, ay mga semi-tapos na produkto na nilayon para sa paggawa ng mga magnetic circuit (core).

Ang mga magnetic core ay nabuo alinman mula sa mga indibidwal na plato na nakuha sa pamamagitan ng panlililak o pagputol, o sa pamamagitan ng paikot-ikot mula sa mga piraso.

Ang mga ito ay tinatawag na nickel-iron permaloid alloys... Mayroon silang malaking paunang magnetic permeability sa rehiyon ng mahina na magnetic field. Ang permalloy ay ginagamit para sa mga core ng maliliit na power transformer, chokes at relays.

Ang mga ferrite ay magnetic ceramics na may mataas na resistensya, 1010 beses na mas mataas kaysa sa bakal. Ang mga ferrite ay ginagamit sa mga high-frequency circuit dahil ang kanilang magnetic permeability ay halos hindi bumababa sa pagtaas ng frequency.

Ang mga disadvantages ng ferrites ay ang kanilang mababang saturation induction at mababang mekanikal na lakas. Samakatuwid, ang mga ferrite ay karaniwang ginagamit sa mababang boltahe na electronics.

Ang mga magnetic na hard material ay kinabibilangan ng:

1. Cast magnetically hard materials batay sa Fe-Ni-Al alloys.

2. May pulbos na solidong magnetic na materyales na nakuha sa pamamagitan ng mga pressing powder na may kasunod na heat treatment.

3. Hard magnetic ferrites. Magnetically hard materyales ay mga materyales para sa permanenteng magnetginagamit sa mga de-koryenteng motor at iba pang mga de-koryenteng kagamitan na nangangailangan ng permanenteng magnetic field.