Ferromanyet Nedir?

Ferromanyetik malzemeler, genellikle demir elementine dayanır ve doğada bulunan, diamagnetism ve paramagnetism'den farklı üç tip manyetizmadan birini temsil eder. Ferromanyetlerin temel özellikleri, bu maddeye harici bir dış manyetik alan kaynağı tarafından empoze edilmediğinde, bunun yokluğunda doğal bir manyetik alan sergilemeleridir ve alan tüm niyet ve amaçlar için kalıcıdır. Diamagnetic malzemeler, aksine, demirde mevcut olanın tam tersi olan zayıf, indüklenmiş bir manyetik alan gösterir. Paramanyetik malzemeler, hafif bir manyetik alana sahip olmak için indüklenebilen, ancak indükleme alanı çıkarıldığında etkisini çabucak kaybeden alüminyum ve platin metalleri içerir.

Ferromanyetik özellik gösteren doğada en yaygın malzeme demirdir ve bu kalite 2000 yılı aşkın bir süredir bilinmektedir. Diğer nadir topraklar ayrıca gadolinyum ve disprosiyum gibi ferromanyetizma gösterebilir. Ferromanyetik alaşımlar gibi davranan metaller arasında samariam veya neodim ile alaşımlı kobalt bulunur.

Bir ferromanetteki manyetik alan, elektron dönüşlerinin, alanlar olarak bilinen, birbirine paralel olarak hizalandığı atomik bölgelerde ortalanır. Bu alanlar güçlü bir şekilde manyetiktir, fakat bir materyalin kütlesi boyunca rastgele dağılmış olup, ona genel olarak zayıf veya nötr bir doğal manyetizma verir. Bu tür doğal olarak manyetik alanları alarak ve onları harici bir manyetik kaynağa maruz bırakarak, alanlar kendileri hizalanacak ve malzeme düzgün, güçlü ve kalıcı bir manyetik alan tutacaktır. Bir maddenin genel manyetizmindeki bu artış, nispi geçirgenlik olarak bilinir. Demir ve nadir toprakların bu etki alanlarını ve genel manyetizma uyumunu sürdürme kabiliyeti histerezis olarak bilinir.

Bir ferromanyet, indükleyici manyetik alan çıkarıldığında kendi alanını korurken, zaman içerisinde sadece orijinal kuvvetin bir kısmında tutulur. Bu, uzunluk olarak bilinir. Endüstri ve tüketici cihazlarında kullanıldığı gibi ferromanyetizmaya dayanan kalıcı mıknatısların kuvvetinin hesaplanmasında önem önemlidir.

Tüm ferromanyet cihazlarının bir başka sınırlaması, manyetizma özelliğinin Curie sıcaklığı olarak bilinen belirli bir sıcaklık aralığında tamamen kaybolmasıdır. Bir ferromagnet için Curie sıcaklığı aşıldığında, özellikleri bir paramagnetinkine geçer. Paramanyetik duyarlılığın Curie yasası, bilinen malzeme bileşimlerinde ferromanyetikten paramanyetik özellikteki değişimi hesaplamak için Langevin işlevini kullanır. Bir durumdan diğerine geçiş, sıcaklık arttıkça tahmin edilebilir, yükselen, parabolik şekilli bir eğri izler. Ferromanyetizma için sıcaklık artışı arttıkça zayıflama ve sonunda kaybolma eğilimi, termal ajitasyon olarak bilinir.

Hareketli parçaları olmayan bir transformatörde duyulan elektriksel nem, bir ferromanet kullanmasından kaynaklanır ve manyetostriksiyon olarak bilinir. Bu, ferromanyetin transformatöre beslenen elektrik akımı tarafından yaratılan indüklenen manyetik alana verilen bir cevaptır. Bu indüklenen manyetik alan, maddenin doğal manyetik alanının, uygulanan alanla aynı hizada yönünü hafifçe değiştirmesine neden olur. Transformatörde, genellikle 60 hertz döngüde veya saniyede 60 kez değişen alternatif akıma (AC) mekanik bir cevaptır.

Ferromanyet özelliklerini kullanan ileri araştırmalar, birkaç heyecan verici potansiyel uygulamasına sahiptir. Astronomide, ferromanyetik bir sıvı, cam aynalardan daha yumuşak olabilen ve teleskoplar ve uzay sondaları maliyetinin bir kısmını oluşturabilecek bir sıvı ayna biçimi olarak tasarlanmaktadır. Ayna şekli, bir kilohertz döngüde manyetik alan aktüatörleri çevrilerek de değiştirilebilir.

Ferromanyetizma, 2011'de devam eden araştırmalarda süperiletkenlik ile uyum içinde de keşfedilmiştir. daha büyük örnekler Ferromanyetizma genellikle süper iletkenliği ortadan kaldırdığından ve potansiyel kullanımları hala araştırıldığından, bu ölçekte malzeme özellikleri benzersizdir.

Bir ferromanyet üzerine inşa edilmiş yarı iletkenler üzerine yapılan Alman araştırması, gallium manganez arsenik bileşiği GaMnA'ları içerir. Bu bileşiğin, 212 ° Fahrenheit (100 ° Santigrat) olan herhangi bir ferromany yarı iletkeninin en yüksek Curie sıcaklığına sahip olduğu bilinmektedir. Bu tür bileşikler, süper iletkenlerin elektrik iletkenliğini dinamik olarak ayarlamak için bir araç olarak araştırılmaktadır.