Размотрите главна подручја применеферомагнети, као и карактеристике њихове класификације. За почетак, чврсте супстанце називају се феромагнети, који имају неконтролисану магнетизацију на ниским температурама. Мења се под утицајем деформација, магнетног поља, колебања температуре.
Објашњена је употреба феромагнета у технологијињихова физичка својства. Имају магнетну пропустљивост која је вишеструко већа од пропустљивости вакуума. С тим у вези, сви електрични уређаји који користе магнетна поља за претварање једне врсте енергије у другу имају посебне елементе израђене од феромагнетног материјала способног да проводе магнетни флукс.
Које су карактеристичне карактеристикеферомагнети? Особине и употреба ових супстанци објашњавају се посебностима унутрашње структуре. Постоји директна веза између магнетних својстава супстанце и елементарних носача магнетизма, у чијој су улози електрони који се крећу унутар атома.
Док се крећу кружним орбитама, они стварајуелементарне струје и магнетни диполи са магнетним моментом. Његов смер је одређен правилом гимлета. Магнетни моменат тела је геометријски збир свих делова. Поред ротације у кружним орбитама, електрони се крећу и око својих осе, стварајући момент окретања. Они врше важну функцију у процесу магнетизовања феромагнета.
Практична примена феромагнета је повезана саформирање спонтаних магнетизованих региона у њима, у којима је оријентација спинских момената паралелна. Ако се феромагнет не налази у спољном пољу, тада појединачни магнетни моменти имају различите правце, њихов збир је нула и нема својства магнетизације.
Ако су парамагнети повезани са својствимапојединачних молекула или атома супстанце, тада се феромагнетна својства могу објаснити специфичностима кристалне структуре. На пример, у парном стању атоми гвожђа су благо дијамагнетни, а у чврстом стању овај метал је феромагнет. Као резултат лабораторијских студија откривен је однос температуре и феромагнетних својстава.
На пример, у легури Гоуслер, која је по магнетним својствима слична гвожђу, овај метал је одсутан. По постизању Цурие-ове тачке (одређене вредности температуре), феромагнетна својства нестају.
Међу њиховим препознатљивим карактеристикама може се издвојити не само висока вредност магнетне пропустљивости, већ и однос јачине поља и магнетизације.
Интеракција магнетних момената појединцаатоми феромагнета доприносе стварању моћних унутрашњих магнетних поља која се поређају паралелно једно с другим. Моћно спољно поље доводи до промене оријентације, што доводи до повећања магнетних својстава.
Научници су установили спин природуферомагнетизам. При расподели електрона по енергетским слојевима узима се у обзир Паули-јев принцип искључења. Његова суштина је да их на сваком слоју може бити само одређени број. Добијене вредности орбиталног и спин магнетног момента свих електрона смештених на потпуно испуњеној љусци једнаке су нули.
Феромагнетни хемијски елементисвојства (никл, кобалт, гвожђе) су прелазни елементи периодног система. У њиховим атомима кршен је алгоритам за пуњење љуски електронима. Прво падају на горњи слој (с-орбитал), а тек након што се потпуно напуни, електрони падају на љуску смештену испод (д-орбитал).
Велика употреба феромагнета, од којих је главно гвожђе, објашњава се променом структуре када улази у спољно магнетно поље.
Само онесупстанце у чијим се атомима налазе унутрашње недовршене љуске. Али чак ни ово стање није довољно да би се говорило о феромагнетним карактеристикама. На пример, хром, манган и платина такође имају недовршене љуске унутар атома, али су парамагнетне. Појава спонтане магнетизације објашњава се посебним квантним ефектом, који је тешко објаснити класичном физиком.
Постоји условна подела таквихматеријали у две врсте: тврди и меки феромагнети. Употреба тврдих материјала повезана је са производњом магнетних дискова, трака за чување информација. Мекани феромагнети су незаменљиви у стварању електромагнета, језгара трансформатора. Разлике између две врсте објашњавају се особеностима хемијске структуре ових супстанци.
Размотримо детаљније неке примере примене.феромагнети у разним гранама савремене технологије. Мекани магнетни материјали користе се у електротехници за стварање електромотора, трансформатора и генератора. Поред тога, важно је напоменути употребу феромагнета ове врсте у радио комуникацији и проточној технологији.
Крути типови су потребни за стварање трајних магнета. У случају искључивања спољног поља, феромагнети задржавају своја својства, јер оријентација елементарних струја не нестаје.
Управо ово својство објашњава употребу феромагнета. Укратко, можемо рећи да су такви материјали основа савремене технологије.
Стални магнети су потребни за стварање електричних мерних уређаја, телефона, звучника, магнетних компаса и уређаја за снимање звука.
Узимајући у обзир употребу феромагнета,посебну пажњу треба посветити феритима. Распрострањени су у високофреквентном радио инжењерству јер комбинују особине полупроводника и феромагнета. Од ферита се тренутно израђују магнетне траке и филмови, језгре индуктора, дискови. Они су природни оксиди гвожђа.
Интересантна је употреба феромагнета уелектрични аутомобили, као и у технологији снимања на чврсти диск. Савремена истраживања показују да на одређеним температурама неки феромагнети могу стећи парамагнетне карактеристике. Због тога се ове супстанце сматрају слабо проученим и од посебног су интереса за физичаре.
Челично језгро је способно да повећа магнетно поље неколико пута без промене тренутне снаге.
Употреба феромагнета омогућава значајноштедите електричну енергију. Због тога се материјали са феромагнетним својствима користе за језгре генератора, трансформатора, електромотора.
Овај феномен зависности снаге магнетногпоље и вектор магнетизације из спољног поља. Ово својство се манифестује у феромагнетима, као и у легурама од гвожђа, никла, кобалта. Слична појава се примећује не само у случају промене поља у смеру и величини, већ и у случају његове ротације.
Магнетна пропустљивост је физичкавредност која показује однос индукције у одређеној средини и оне у вакууму. Ако супстанца креира сопствено магнетно поље, сматра се магнетизованом. Према Амперовој хипотези, величина својстава зависи од орбиталног кретања „слободних“ електрона у атому.
Петља хистерезе је кривазависност промене величине магнетизације феромагнета смештеног у спољном пољу од промене величине индукције. Да бисте потпуно размагнетили тело које користите, потребно је да промените смер спољног магнетног поља.
При одређеној вредности магнетне индукције, која се назива сила принуде, магнетизација узорка поприма нулту вредност.
То је облик петље хистерезе и вредностприсилне силе одређују способност супстанце да одржи делимичну магнетизацију, објашњавају широку употребу феромагнета. Укратко, горе су описана подручја примене тврдих феромагнета са широком хистерезном петљом. Волфрам, угљеник, алуминијум, хромирани челици имају високу принудну силу, стога се на њиховој основи стварају трајни магнети различитих облика: тракасти, у облику поткове.
Међу меким материјалима који имају малу принудну силу, примећујемо руде гвожђа, као и легуре гвожђа и никла.
Повезан је процес магнетизације феромагнетапромена у подручју спонтане магнетизације. За ово се користи посао који обавља спољно поље. Количина произведене топлоте је пропорционална површини хистерезне петље.
Тренутно у свим гранама технологијеактивно се користе супстанце са феромагнетним својствима. Поред значајних уштеда у енергетским ресурсима, захваљујући употреби таквих супстанци, могуће је поједноставити технолошке процесе.
На пример, наоружани моћним константамамагнети, можете знатно поједноставити поступак стварања возила. Моћни електромагнети, који се тренутно користе у домаћим и страним аутомобилским погонима, омогућавају потпуну аутоматизацију најзахтевнијих технолошких процеса, као и знатно убрзавање процеса склапања нових возила.
У радиотехници, феромагнети омогућавају добијање уређаја највишег квалитета и тачности.
Научници су успели да створе технику у једном кораку за производњу магнетних наночестица које су погодне за употребу у медицини и електроници.
Као резултат бројних студија,спроведено у најбољим истраживачким лабораторијама, било је могуће утврдити магнетна својства наночестица кобалта и гвожђа пресвучених танким слојем злата. Већ је потврђена њихова способност преноса лекова против рака или атома радионуклида у жељени део људског тела и повећања контраста слика магнетне резонанце.
Поред тога, такве честице се могу користити за надоградњу магнетних меморијских уређаја, што ће бити нови корак у стварању иновативне медицинске технологије.
Тим руских научника успео је да се развијеи да се испита метода за редукцију водених раствора хлорида ради добијања комбинованих наночестица кобалта и гвожђа погодних за стварање материјала са побољшаним магнетним карактеристикама. Сва истраживања која спроводе научници имају за циљ повећање феромагнетних својстава супстанци, повећавајући њихов проценат употребе у производњи.
