Co to jest ferromagnet?

Materiały ferromagnetyczne są zwykle oparte na żelazku pierwiastka i reprezentują jeden z trzech rodzajów magnetyzmu występującego w naturze, odmiennym od diamagnetyzmu i paramagnetyzmu. Głównymi cechami ferromagnets są to, że wykazują naturalne pole magnetyczne przy braku pierwszego narzucania substancji przez zewnętrzne źródło pola magnetycznego, a pole jest, dla wszystkich celów i celów, trwałe. Natomiast materiały diamagnetyczne wykazują słabe, indukowane pole magnetyczne, które jest bezpośrednio przeciwne do tego, że obecne w żelazie. Materiały paramagnetyczne obejmują metale aluminiowe i platynowe, które można wywołać również w celu niewielkiego pola magnetycznego, ale szybko tracą efekt, gdy pole indukujące jest usuwane.

Najczęstszym materiałem w naturze, który wykazuje właściwości ferromagnetyczne, a ta jakość jest znana od 2000 lat. Inne rzadkie ziemiy mogą również wykazywać ferromagnetyzm, takie jak gadolin i dysprosium. Metale, które działają jak stopy ferromagnetyczneobejmują stop z kobaltu z Samariam lub Neodym.

Pole magnetyczne w ferromagnecie jest wyśrodkowane w obszarach atomowych, w których spiny elektronowe są wyrównane równolegle ze sobą, znane jako domeny. Domeny te są silnie magnetyczne, ale losowo rozproszone w całej masie samego materiału, co nadaje mu ogólnie słaby lub neutralny naturalny magnetyzm. Biorąc takie naturalnie magnetyczne pola i narażając je na zewnętrzne źródło magnetyczne, same domeny będą się wyrównać, a materiał zatrzyma jednolite, silne i trwałe pole magnetyczne. Ten wzrost ogólnego magnetyzmu substancji jest znany jako względna przepuszczalność. Zdolność żelaza i ziem rzadkich do zachowania tego wyrównania domen i ogólnego magnetyzmu jest znana jako histereza.

Podczas gdy ferromagnet zachowuje swoje pole, gdy indukujące pole magnetyczne jest usuwane, jest zachowywane tylko za ułamek oryginalnychinna siła w czasie. Jest to znane jako Remanence. Remanencja jest ważna w obliczaniu siły magnesów stałych na podstawie ferromagnetyzmu, gdzie są one stosowane w urządzeniach przemysłowych i konsumenckich.

Innym ograniczeniem wszystkich urządzeń Ferromagnet jest to, że właściwość magnetyzmu jest całkowicie utracona w określonym zakresie temperatur znanym jako temperatura curie. Po przekroczeniu temperatury curie dla ferromagnet, jego właściwości przełączają się na temperaturę paramagnetu. Prawo curie w podatności paramagnetycznej wykorzystuje funkcję Langevina do obliczenia zmiany właściwości ferromagnetycznych na paramagnetyczne w znanych kompozycjach materiału. Zmiana z jednego stanu na drugi następuje po przewidywalnej, rosnącej krzywej w kształcie parabolicznym wraz ze wzrostem temperatury. Ta tendencja ferromagnetyzmu do osłabienia i ostatecznie znikania wraz ze wzrostem temperatury jest znana jako agitacja termiczna.

Hum elektryczny słyszany w transformatorze bez ruchomych części jest spowodowany wykorzystaniem ferRomagnet i jest znany jako magnetostrykcja. Jest to odpowiedź ferromagnetu na indukowane pole magnetyczne utworzone przez prąd elektryczny podawany do transformatora. To indukowane pole magnetyczne powoduje, że naturalne pole magnetyczne substancji nieznacznie zmienia kierunek, aby wyrównać z przyłożonym polem. Jest to odpowiedź mechaniczna w transformatorze na prąd naprzemienny (AC), który na przemian zwykle w 60 cyklach Hertz lub 60 razy na sekundę.

Zaawansowane badania z wykorzystaniem właściwości Ferromagnet mają kilka ekscytujących potencjalnych aplikacji. W astronomii ciecz ferromagnetyczna jest projektowana jako forma cieczy lustra, która może być gładsza niż szklane lusterka i tworzone za ułamkiem kosztów teleskopów i sond kosmicznych. Kształt lustra można również zmienić poprzez jazdę na rowerze siłowników pola magnetyczny

Ferromagnetyzm został również odkryty w porozumieniu z nadprzewodnictwem w bieżących badaniach przeprowadzonych w 2011 roku.I _{3 Ni, zaprojektowany w skali nanometru, czyli jedna miliard miernika, wykazuje właściwości różnione od tego samego związku w większych próbkach. Właściwości materiałowe w tej skali są unikalne, ponieważ ferromagnetyzm zwykle anuluje nadprzewodnictwo, a jego potencjalne zastosowania są nadal badane.}

Niemieckie badania półprzewodników zbudowane na ferromagnecie obejmują złożony arsen manganu, gamnas. Wiadomo, że ten związek ma najwyższą temperaturę curie dowolnego półprzewodnika Ferromagnet, 212 ° Fahrenheita (100 ° Celsjusza). Takie związki są badane jako sposób dynamicznego dostrajania przewodności elektrycznej nadprzewodników.