Παραδείγματα Σιδηρομαγνητικών Υλικών

Ο σιδηρομαγνητισμός είναι ο μηχανισμός με τον οποίο υλικά, όπως ο σίδηρος, σχηματίζουν μόνιμους μαγνήτες ή τείνουν να έλκονται από μαγνήτες. Στη φυσική, υπάρχουν πολλά είδη μαγνητισμού. Ο σιδηρομαγνητισμός είναι το ισχυρότερο είδος μαγνήτη. Είναι ο λόγος πίσω από τη γνωστή αίσθηση του μαγνητισμού στους μαγνήτες στην καθημερινή μας ζωή.

Ορισμένες ουσίες ανταποκρίνονται με αδύναμο τρόπο και μπορούν να μαγνητιστούν από τρία άλλα είδη μαγνητισμού – τον ​​παραμαγνητισμό, τον διαμαγνητισμό και τον αντισιδηρομαγνητισμό. Αλλά τα αίτια είναι συνήθως τόσο αδύναμα που μπορούν να ανιχνευθούν μόνο με ευαίσθητα και τεχνικά προηγμένα όργανα σε εργαστήριο.

Ιδιότητες των σιδηρομαγνητών

Μια σιδηρομαγνητική ουσία δημιουργεί ένα έντονο μαγνητικό πεδίο και έλκεται σημαντικά από έναν μαγνήτη. Ένας σιδηρομαγνήτης δεν χάνει τη μαγνητική του ιδιότητα όταν αποσύρεται το μαγνητικό πεδίο.

Τα άτομα έχουν μόνιμες μαγνητικές ροπές σε σιδηρομαγνητικές ουσίες. Μια μαγνητισμένη ροπή είναι απλώς μια ποσότητα που καθορίζει την ισχύ του μαγνήτη μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο. Αυτή είναι μια διανυσματική ποσότητα και δείχνει από το νότο στον βόρειο πόλο.

Τα ηλεκτρόνια του μαγνήτη είναι ο λόγος πίσω από αυτές τις μαγνητικές ροπές. Για να διατηρηθούν οι μαγνητικές ροπές των ατόμων παράλληλες μεταξύ τους, χρειάζεται μια δύναμη. Η εσωτερική κινητήρια δύναμη που προκαλεί την παράλληλη ευθυγράμμιση των ροπών ηλεκτρονίων προκαλείται από ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο.

Όλες οι σιδηρομαγνητικές ενώσεις μετατρέπονται σε παραμαγνητικά στοιχεία σε μια θερμοκρασία γνωστή ως θερμοκρασία Κιουρί. Αυτή είναι η κύρια θερμοκρασία στην οποία τα ελκυστικά στιγμιότυπα των ηλεκτρονίων των σωματιδίων ακολουθούν διαφορετική διαδρομή.

Κάθε φορά που μια σιδηρομαγνητική ράβδος τίθεται ανεπιφύλακτα σε ένα ομοιόμορφο, ελκυστικό πεδίο, προσαρμόζεται προς το εφαρμοζόμενο πεδίο.

Τα σιδηρομαγνητικά υλικά έχουν πολλαπλό πορώδες. Αυτή είναι η αναλογία της ικανότητας ενός υλικού να διατηρεί ένα ελκυστικό πεδίο μέσα του. Μια σιδηρομαγνητική ουσία είναι σταθερά φορτισμένη προς το εφαρμοσμένο ελκυστικό πεδίο.

Η ελκυστική ευπάθεια των σιδηρομαγνητών (επίπεδο πόλωσης λόγω εφαρμοζόμενου ελκυστικού πεδίου) είναι εξαιρετική. Ο κανονισμός Curie-Weiss υποδεικνύει ότι η ελκυστική αδυναμία μειώνεται, υποθέτοντας ότι η θερμοκρασία είναι διευρυμένη. Η αιτιολόγηση αυτού είναι ότι η πυρηνική ενέργεια μπορεί να αλλάξει τη διάταξη των ελκυστικών λεπτών.

Στην περίπτωση που ένα σιδηρομαγνητικό υλικό μαγνητίζεται επεκτείνοντας την ισχύ του ελκυστικού πεδίου, τότε, σε εκείνο το σημείο, η ποικιλία της μετάβασης μέσω του υλικού δεν είναι γρήγορη αλλά συνεχής.

Παραδείγματα σιδηρομαγνητικών υλικών

1) Κοβάλτιο: Το κοβάλτιο ανακαλύφθηκε από τον Georg Brandt το 1739. Είναι σίγουρα ένα είδος σιδηρομαγνητικού υλικού που βασίζεται στον φλοιό της γης. Το κοβάλτιο αναφέρεται ως CO στον περιοδικό πίνακα και η ατομική του ποσότητα είναι 27.

2) Σίδερο: Ένας σίδηρος θα μπορούσε να είναι το μόνο είδος ένωσης που είναι διαθέσιμο στον φλοιό του αεροπλάνου. Απευθύνεται ως Fe. Η απόχρωση του είναι αστραφτερή σκούρα και ο ατομικός του αριθμός είναι 26 στον περιοδικό πίνακα. Το ηλεκτρικό σίδερο αναπτύχθηκε το 1882 από τον Henry W Seeley, ο οποίος χρησιμοποιήθηκε για να πιέσει τα ρούχα.

3) Νίκελιο: Η ουσία νικέλιο βρίσκεται επίσης στον φλοιό της γης, που αναφέρεται από το Ni. Ο πυρηνικός του αριθμός είναι 28 στον περιοδικό πίνακα. Έχει γυαλιστερή λευκή απόχρωση. Ο Axel Fredrik Crostedt ανακάλυψε αυτό το μέταλλο.

4) Μαγνήτης νεοδυμίου: Είναι ένας πολύ ανθεκτικός στερεός μαγνήτης που βρίσκεται στον φλοιό του πλανήτη. Βρέθηκε από τον Carl Auer Von Welsbach, η απόχρωση του νεοδυμίου είναι λευκή. Ονομάζεται επιπλέον NdFeB ή NIB ή Neo ή μαγνήτης και η σύνθεση του μαγνήτη νεοδυμίου είναι Nd2Fe14B.

5) Διοξείδιο του χρωμίου: Το διοξείδιο του χρωμίου ανακαλύφθηκε από τον Louis Nicolas Vauquelin. Η συνταγή ουσίας για το διοξείδιο του χρωμίου είναι το CrO2. Είναι αδιάλυτο στο νερό και ονομάζεται οξείδιο του χρωμίου. Έχει διάφορα ονόματα, όπως Crolyn magtrieve.

Συμπέρασμα

Τα σιδηρομαγνητικά υλικά παράγουν μαγνητισμό σε ατομικό επίπεδο ακόμα κι αν δεν υπάρχει μαγνητικό πεδίο γύρω τους. Υπάρχουν δύο σιδηρομαγνητικά υλικά:τα μη μαγνητισμένα σιδηρομαγνητικά υλικά και τα μαγνητισμένα σιδηρομαγνητικά υλικά. Στα σιδηρομαγνητικά υλικά, τα άτομα έχουν μόνιμες μαγνητικές ροπές. Μια μαγνητισμένη ροπή είναι απλώς μια ποσότητα που καθορίζει την ισχύ του μαγνήτη μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο. Αυτή είναι μια διανυσματική ποσότητα και δείχνει από το νότο στον βόρειο πόλο.

Μερικά παραδείγματα σιδηρομαγνητικών υλικών είναι το κοβάλτιο, το νικέλιο, ο μαγνήτης νεοδυμίου και το διοξείδιο του χρωμίου.