Co je to Ferromagnet?
Ferromagnetické materiály jsou obvykle založeny na železném prvku a představují jeden ze tří typů magnetismu nalezeného v přírodě, odlišné od diamagnetismu a paramagnetismu. Primárními rysy ferromagnetů je to, že vykazují přirozené magnetické pole v nepřítomnosti prvního uložení na látku vnějším zdrojem magnetického pole a pole je pro všechny záměry a účely trvalé. Naproti tomu diamagnetické materiály vykazují slabé, indukované magnetické pole, které je přímo naproti materiálu přítomného v železe. Paragnetické materiály zahrnují hliníkové a platinové kovy, které mohou být indukovány tak, aby měly také mírné magnetické pole, ale rychle ztratily účinek, když je indukující pole odstraněno.
Nejběžnějším materiálem v přírodě, který vykazuje feromagnetické vlastnosti, je železo a tato kvalita byla známá více než 2 000 let. Jiné vzácné zeminy mohou také vykazovat ferromagnetismus, jako je gadolinium a dysprosium. Kovy, které působí jako feromagnetické slitinyZahrnujte kobalt legovaný se Samariamem nebo neodymiem.
Magnetické pole ve ferromagnetu je soustředěno v atomových oblastech, kde jsou elektrové otočení vyrovnány paralelně mezi sebou, známé jako domény. Tyto domény jsou silně magnetické, ale náhodně rozptýlené po celé většině materiálu samotného, což mu dává celkově slabý nebo neutrální přirozený magnetismus. Tím, že vezmeme taková přirozená magnetická pole a vystavíte je externímu magnetickému zdroji, samotné domény zarovná a materiál si zachová rovnoměrné, silné a trvalé magnetické pole. Toto zvýšení obecného magnetismu látky je známé jako relativní propustnost. Schopnost železa a vzácných zemí zachovat toto zarovnání domén a obecného magnetismu se nazývá hystereze.
Zatímco Ferromagnet si zachovává své pole, když je odstraněno indukční magnetické pole, je zachováno pouze při zlomení původuInální síla v průběhu času. Toto je známé jako Remanence. Remanence je důležitá při výpočtu síly permanentních magnetů na základě feromagnetismu, kde se používají v průmyslových a spotřebních zařízeních.
Dalším omezením všech zařízení Ferromagnet je to, že vlastnost magnetismu je zcela ztracena v určitém teplotním rozsahu známém jako Curie teplota. Když je teplota Curie překročena pro ferromagnet, jeho vlastnosti se přepne na teplotu paramagnetu. Curieho zákon paramagnetické náchylnosti používá Langevinovu funkci k výpočtu změny ferromagnetiky na paramagnetické vlastnosti ve známých materiálových složeních. Změna z jednoho stavu na druhý sleduje předvídatelnou, stoupající křivku ve tvaru parabolic, jak se zvyšuje teplota. Tato tendence k oslabení feromagnetismu a nakonec zmizí se zvyšováním teploty se nazývá tepelné agitace.
Elektrické hučení slyšené v transformátoru bez pohyblivých částí je způsobeno využitím FerRomagnet a je známý jako magnetoskrikce. Toto je odpověď Ferromagnetu na indukované magnetické pole vytvořené elektrickým proudem FED do transformátoru. Toto indukované magnetické pole způsobuje, že přirozené magnetické pole látky mírně změní směr, aby se vyrovnal s aplikovaným polem. Je to mechanická odezva v transformátoru na střídavý proud (AC), který se obvykle střídá v 60 hertzských cyklech nebo 60krát za sekundu.
Pokročilý výzkum využívající vlastnosti Ferromagnet má několik vzrušujících potenciálních aplikací. V astronomii je feromagnetická kapalina navržena jako forma kapalného zrcadla, která by mohla být plynulejší než skleněná zrcátka a vytvořena za zlomek nákladů na dalekohledy a kosmické sondy. Tvar zrcadla lze také změnit pomocí cyklů cyklistického magnetického pole v cyklech Kilohertz.
Ferromagnetismus byl také objeven ve shodě se supravodivostí v probíhajícím výzkumu provedeném v roce 2011. Niklová a bizmutová sloučenina, bI 3 ni, navržený v nanometrové stupnici nebo jednu miliardu metru, vykazuje vlastnosti odlišné od vlastností stejné sloučeniny ve větších vzorcích. Materiálové vlastnosti v tomto měřítku jsou jedinečné, protože feromagnetismus obvykle zruší supravodivost a jeho potenciální použití se stále zkoumá.
Německý výzkum polovodičů postavených na ferromagnetu zahrnuje složený gallium manganský arsen, hráče. Je známo, že tato sloučenina má nejvyšší teplotu Curie jakéhokoli feromagnetového polovodiče 212 ° Fahrenheita (100 ° Celsia). Takové sloučeniny jsou zkoumány jako prostředek dynamického vyladění elektrické vodivosti supravodičů.