اعتمادًا على الخصائص المغناطيسية ، المواد عبارة عن مغناطيسات قطرية ومغناطيسات مغناطيسية ومغناطيسات حديدية. وهي المادة المغناطيسية التي لها خصائص خاصة تختلف عن البقية.
ما نوع هذه المادة وما خصائصها
المادة المغناطيسية (أو المغناطيس الحديدي) هي مادة في حالة بلورية صلبة أو غير متبلورة ، وهي ممغنطة في حالة عدم وجود أي مجال مغناطيسي فقط عند درجة حرارة حرجة منخفضة ، أي عند درجة حرارة أقل من نقطة كوري. القابلية المغناطيسية لهذه المادة موجبة وتتجاوز الوحدة. قد يكون لبعض المغناطيسات المغناطيسية مغنطة تلقائية ، وتعتمد قوتها على عوامل خارجية. من بين أشياء أخرى ، تتمتع هذه المواد بنفاذية مغناطيسية ممتازة وقادرة على تضخيم المجال المغناطيسي الخارجي بمئات الآلاف من المرات.
مجموعات من المغناطيسات الحديدية
هناك مجموعتان من المواد المغناطيسية في المجموع:
- مجموعة ناعمة مغناطيسياً. المغناطيسات الحديدية لهذه المجموعة صغيرةمؤشرات قوة المجال المغناطيسي ، ولكن لها نفاذية مغناطيسية ممتازة (أقل من 8.0 × 10-4H / m) وخسائر تخلفية منخفضة. تشمل المواد المغناطيسية اللينة: بيرمالويز (سبائك مع إضافة النيكل والحديد) ، وأكسيد المغناطيس الحديدي (الفريت) ، والكهرباء المغناطيسية.
- صلب مغناطيسيًا (أو مجموعة صلبة مغناطيسيًا). خصائص المواد المغناطيسية لهذه المجموعة أعلى من تلك السابقة. تحتوي المواد الصلبة المغناطيسية على قوة مجال مغناطيسي عالية ونفاذية مغناطيسية جيدة. إنها المواد الرئيسية لإنتاج المغناطيس والأجهزة التي تستخدم فيها القوة القسرية والحساسية المغناطيسية الممتازة مطلوبة. تشمل المجموعة الصلبة مغناطيسيًا تقريبًا كل الكربون وبعض سبائك الفولاذ (الكوبالت والتنغستن والكروم).
مواد المجموعة اللينة مغناطيسيًا
كما ذكرنا سابقًا ، تشتمل المجموعة المغناطيسية اللينة على:
- Permalloys ، والتي تتكون فقط من سبائك الحديد والنيكل. يضاف الكروم والموليبدينوم أحيانًا إلى البرملويز لزيادة النفاذية. البرمالوي المصنوعة بشكل صحيح لها نفاذية مغناطيسية عالية وإكراه.
- الفريت هي مادة مغنطيسية تتكون من أكاسيد الحديد والزنك. غالبًا ما يتم إضافة أكاسيد المنغنيز أو النيكل إلى الحديد والزنك لتقليل المقاومة. لذلك ، غالبًا ما يتم استخدام الفريت كأشباه موصلات للتيارات عالية التردد.
- الكهرومغناطيسيةعبارة عن خليط مسحوق من الحديد أو المغنتيت أو مسحوق بيرمالوي ملفوف في فيلم عازل. تمامًا مثل الفريت ، تُستخدم الكهرومغناطيسية كأشباه موصلات في مجموعة متنوعة من الأجهزة: مكبرات الصوت ، وأجهزة الاستقبال ، وأجهزة الإرسال ، وما إلى ذلك.
مواد المجموعة المغناطيسية الصلبة
المواد التالية تنتمي إلى المجموعة المغناطيسية الصلبة:
- فولاذ كربوني مصنوع من سبيكة من الحديد والكربون. اعتمادًا على كمية الكربون ، هناك: منخفض الكربون (أقل من 0.25٪ كربون) ، متوسط الكربون (من 0.25 إلى 0.6٪ كربون) وفولاذ عالي الكربون (حتى 2٪ كربون). بالإضافة إلى الحديد والكربون ، يمكن أيضًا تضمين السيليكون والمغنيسيوم والمنغنيز في تكوين السبيكة. لكن المواد المغناطيسية الحديدية ذات الجودة العالية والمناسبة هي تلك الفولاذ الكربوني الذي يحتوي على أقل كمية من الشوائب.
- السبائك القائمة على العناصر الأرضية النادرة ، مثل سبائك السماريوم والكوبالت (مركبات SmCo5 أو Sm2Co17). لديهم نفاذية مغناطيسية عالية مع الحث المتبقي 0.9 T. في نفس الوقت ، المجال المغناطيسي في المغناطيسات الحديدية من هذا النوع هو أيضًا 0.9 T.
- سبائك أخرى. وتشمل هذه: التنغستن ، والمغنيسيوم ، والبلاتين ، وسبائك الكوبالت.
الفرق بين المادة المغناطيسية والمواد الأخرى ذات الخصائص المغناطيسية
في بداية المقال ، قيل أن للمغناطيسات الحديدية خصائص خاصة تختلف بشكل كبيرمن مواد أخرى وإليك بعض البراهين:
- على عكس المغناطيسات المغناطيسية والمغناطيسية ، التي تستمد خصائصها من الذرات الفردية وجزيئات المادة ، تعتمد خصائص المواد المغناطيسية على التركيب البلوري.
- المواد المغناطيسية ، على عكس ، على سبيل المثال ، البارامغنطيسات ، لها قيم عالية من النفاذية المغناطيسية.
- بالإضافة إلى النفاذية ، تختلف المغناطيسات الحديدية عن المواد البارامغناطيسية من حيث أن لها علاقة تبعية بين المغنطة وقوة المجال الممغنطة ، والتي لها اسم علمي - التباطؤ المغناطيسي. تخضع العديد من المواد المغناطيسية ، مثل الكوبالت والنيكل ، وكذلك السبائك القائمة عليها ، لظاهرة مماثلة. بالمناسبة ، فإن التباطؤ المغناطيسي هو الذي يسمح للمغناطيس بالحفاظ على حالة المغنطة لفترة طويلة.
- تمتلك بعض المواد المغناطيسية أيضًا القدرة على تغيير شكلها وحجمها عند ممغنطة. تسمى هذه الظاهرة التضيق المغناطيسي ولا تعتمد فقط على نوع المغناطيس الحديدي ، ولكن أيضًا على عوامل أخرى لا تقل أهمية ، على سبيل المثال ، على قوة الحقول وموقع المحاور البلورية فيما يتعلق بها.
- ميزة أخرى مثيرة للاهتمام للمادة المغناطيسية هي قدرتها على فقدان خصائصها المغناطيسية أو ، ببساطة ، التحول إلى مغناطيس. يمكن تحقيق هذا التأثير عن طريق تسخين المادة فوق ما يسمى بنقطة كوري ، في حين أن الانتقال إلى الحالة البارامغناطيسية لا يكون مصحوبًا بأي آثار جانبية ويكون غير مرئي من الناحية العملية للعين المجردة.
مجال تطبيق المغناطيسات الحديدية
كما ترى ، تحتل المواد المغناطيسية مكانًا مهمًا بشكل خاص في عالم التكنولوجيا الحديث. يستخدم في صناعة:
- مغناطيس دائم ؛
- بوصلات مغناطيسية ؛
- محولات و مولدات
- محركات إلكترونية ؛
- أدوات قياس كهربائية ؛
- استقبال ؛
- مرسلات ؛
- مكبرات الصوت وأجهزة الاستقبال ؛
- محركات أقراص ثابتة لأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر ؛
- مكبرات الصوت وبعض أنواع الهواتف ؛
- مسجلات.
في الماضي ، تم استخدام بعض المواد المغناطيسية الناعمة أيضًا في هندسة الراديو لإنشاء أشرطة وأفلام مغناطيسية.
