Χρήσεις Σιδηρομαγνητικών Υλικών

Ο σιδηρομαγνητισμός πήρε το όνομά του από το "σιδηρούχο", υπονοώντας τον σίδηρο, το κύριο μέταλλο που είναι γνωστό ότι παρουσιάζει ελκυστικές ιδιότητες στα μαγνητικά πεδία. Ο σιδηρομαγνητισμός είναι μια μαγνητική συμπεριφορά που εμφανίζεται από συγκεκριμένα υλικά όπως ο σίδηρος, το κοβάλτιο, τα αμαλγάματα κ.λπ. Είναι περίεργο ότι αυτά τα υλικά επιτυγχάνουν εξαιρετικά ανθεκτικό μαγνητισμό ή αποκτούν ελκυστικές δυνάμεις. Ομοίως, απεικονίζεται ως μια αλληλεπίδραση όπου ένα μέρος των ηλεκτρικά αφόρτιστων υλικών έλκει το ένα το άλλο αναμφίβολα. Ο σιδηρομαγνητισμός είναι μια ιδιότητα που όχι μόνο λαμβάνει υπόψη τη σύνθετη δημιουργία του υλικού αλλά λαμβάνει επίσης υπόψη τη μικροδομή του και το σχέδιο πολύτιμων λίθων.

Υπάρχουν πολλά είδη μαγνητισμού, στα οποία ο σιδηρομαγνητισμός είναι πιο θεμελιωμένος. Ακόμη και χωρίς ίχνος εξωτερικού μαγνητικού πεδίου, τα σιδηρομαγνητικά υλικά παρουσιάζουν γρήγορη καθαρή μαγνήτιση σε πυρηνικό επίπεδο. Στο σημείο που τοποθετούνται σε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, τα σιδηρομαγνητικά υλικά πολώνονται εμφατικά προς το πεδίο. Τα σιδηρομαγνητικά υλικά έλκονται απερίφραστα σε έναν μαγνήτη. Αυτά τα υλικά θα διατηρήσουν τη μαγνήτισή τους για αρκετή ώρα, ακόμη και μετά την αποβολή του εξωτερικού μαγνητιστικού πεδίου. Αυτή η ιδιότητα ονομάζεται υστέρηση.

Αιτίες σιδηρομαγνητισμού

• Σε ένα μη μαγνητισμένο σιδηρομαγνητικό υλικό, τα ατομικά δίπολα σε μικροσκοπικές περιοχές προσαρμόζονται παρόμοια. Οι περιοχές δείχνουν ένα καθαρό μαγνητικό δευτερόλεπτο ακόμη και χωρίς εξωτερικό μαγνητικό πεδίο

• Ωστόσο, οι μαγνητικές κινήσεις των παρακείμενων περιοχών είναι σε ανεστραμμένες κατευθύνσεις και αντισταθμίζουν η μία την άλλη και, στη συνέχεια, η καθαρή μαγνητική ροπή του υλικού είναι μηδέν

• Αυτές οι περιοχές προσαρμόζονται προς το εφαρμοζόμενο πεδίο εφαρμόζοντας το εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Το υλικό φορτίζεται σταθερά προς μια διαδρομή που αντιστοιχεί στο πεδίο μαγνήτισης

Παραδείγματα σιδηρομαγνητικών υλικών

Τα περισσότερα σιδηρομαγνητικά υλικά είναι μέταλλα. Τυπικές περιπτώσεις σιδηρομαγνητικών ουσιών είναι ο σίδηρος, το κοβάλτιο, το νικέλιο κ.λπ. Επιπλέον, τα μεταλλικά αμαλγάματα και οι ενδιαφέροντες μαγνήτες της γης είναι επίσης σιδηρομαγνητικά υλικά.

Ο μαγνητίτης είναι ένα σιδηρομαγνητικό υλικό από την οξείδωση του σιδήρου με θερμοκρασία Κιουρί 580°C. Ο μαγνητίτης έχει τον καλύτερο μαγνητισμό από οποιοδήποτε κοινό ορυκτό στον πλανήτη.

Πλεονεκτήματα

Τα θετικά στοιχεία του σιδηρομαγνητικού υλικού:

• Η αντίθεση είναι υψηλή 

• Μέτρια

• Η απώλεια υστέρησης είναι χαμηλή 

• Η ηλεκτρική ειδική αντίσταση είναι υψηλή 

• Ο καταναγκασμός είναι χαμηλός

• Υψηλή διαπερατότητα 

• Μπορεί να λειτουργήσει έως και 30000 βαθμούς Κελσίου σε θερμοκρασία

• Η σταθερότητα του σιδηρομαγνητικού υλικού είναι εξαιρετική 

Μειονεκτήματα

Τα κύρια μειονεκτήματα των σιδηρομαγνητικών υλικών είναι:

• Γενικό ασθενές μαγνητικό πεδίο 

Ιδιότητες σιδηρομαγνητικών υλικών

Οι ιδιότητες των σιδηρομαγνητικών υλικών είναι:

• Οι σιδηρομαγνητικές ουσίες έλκονται σταθερά από το ελκυστικό πεδίο

• Αυτές οι ουσίες δείχνουν μακροχρόνια έλξη ακόμη και χωρίς ίχνος ελκυστικού πεδίου

•  Οι σιδηρομαγνητικές ουσίες αλλάζουν σε παραμαγνητικές σε υψηλές θερμοκρασίες

Χρήσεις σιδηρομαγνητικών υλικών

Τα σιδηρομαγνητικά υλικά έχουν πολλές εφαρμογές ηλεκτρικής, μαγνητικής αποθήκευσης και ηλεκτρομηχανολογικού εξοπλισμού.

● Μόνιμοι μαγνήτες:Τα σιδηρομαγνητικά υλικά δημιουργούν μόνιμους μαγνήτες επειδή η μαγνήτισή τους διαρκεί περισσότερο

● Πυρήνας μετασχηματιστή:  Το υλικό πρέπει επίσης να έχει έντονη μαγνητική επαγωγή, ώστε ο πυρήνας του μετασχηματιστή και το πηνίο να υπόκεινται σε γρήγορες κυκλικές αλλαγές. Το υλικό σώμα πρέπει να έχει υψηλή διαπερατότητα για να δείχνει υψηλή τιμή μαγνητικής επαγωγής και πρέπει επίσης να έχει χαμηλή απώλεια υστέρησης για να μειώσει τις απώλειες ενέργειας. Τα σιδηρομαγνητικά υλικά είναι δημοφιλή για την επίτευξη αυτού του στόχου

● Μαγνητικές λωρίδες και μνήμη:Η μαγνήτιση ενός μαγνήτη εξαρτάται όχι μόνο από το πεδίο αλλά και από τον κύκλο. Επομένως, η τιμή μαγνήτισης του δείγματος είναι μια καταγραφή των κύκλων που έχει υποστεί. Κατά συνέπεια, ένα τέτοιο μηχάνημα θα λειτουργεί ως μονάδα μνήμης

Η κεραμική επικαλύπτει μαγνητικές ταινίες σε μια συσκευή αναπαραγωγής ήχου ή δημιουργεί καταστήματα σε έναν σύγχρονο υπολογιστή. Τα κεραμικά επεξεργάζονται με οξείδια βαρίου-σιδηρού και ονομάζονται επίσης φερρίτες.

● Χρησιμοποιούνται ως πολλαπλασιαστές ροής για την επέκταση του πυρήνα των ηλεκτρομαγνητικών μηχανών

● Διατήρηση δεδομένων (μαγνητική εγγραφή) ή ενέργειας (μαγνήτες)

● Χρησιμοποιείται για την αποθήκευση μη ασταθών δεδομένων σε σκληρούς δίσκους, κασέτες και άλλα

● Χρησιμοποιείται στην επεξεργασία πληροφοριών σε συνεργασία με τροφοδοτικό ηλεκτρικού φωτός και μαγνητικής επιρροής

● Χρησιμοποιείται σε εξοπλισμό όπως μετατροπείς, μικρόφωνα και πυκνωτές. Εφαρμόζεται σε εφαρμογές όπου απαιτείται εκτεταμένη σταθερά πιεζοηλεκτρικής σύζευξης

● Χρησιμοποιείται σε συσκευές όπως γεννήτριες, τηλέφωνα, μεγάφωνα, ηλεκτρικούς κινητήρες και μαγνητικές ταινίες στο πίσω μέρος των χρεωστικών και πιστωτικών καρτών

Συμπέρασμα

Σε σύγκριση με άλλους μαγνητικούς τύπους, ο σιδηρομαγνητισμός είναι ο πιο κυρίαρχος. Αυτά τα υλικά έχουν διάφορες εφαρμογές και τα πλεονεκτήματα, οι ιδιότητες και οι εφαρμογές τους τους επέτρεψαν να αποκτήσουν εξέχουσα θέση στη φύση.