Chất liệu sắt từ. Tính chất và ứng dụng của sắt từ

2024 Tác giả: Angel Austin | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 05:46

Tùy thuộc vào tính chất từ, các chất là diamagnet, paramagnets và sắt từ. Và nó là vật liệu sắt từ có những tính chất đặc biệt khác với phần còn lại.

Đây là loại vật liệu gì và nó có những đặc tính gì

Vật liệu sắt từ (hoặc sắt từ) là một chất ở trạng thái tinh thể rắn hoặc vô định hình, được từ hóa trong điều kiện không có bất kỳ từ trường nào chỉ ở nhiệt độ tới hạn thấp, tức là ở nhiệt độ dưới điểm Curie. Tính cảm từ của vật liệu này là dương và vượt quá sự thống nhất. Một số nam châm có thể có từ hóa tự phát, cường độ của chúng sẽ phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài. Trong số những thứ khác, những vật liệu như vậy có tính thấm từ tuyệt vời và có khả năng khuếch đại từ trường bên ngoài lên vài trăm nghìn lần.

Nhóm sắt từ

Tổng cộng có hai nhóm vật liệu sắt từ:

Nhóm từ tính mềm. Các nam châm sắt của nhóm này cóchỉ số về cường độ từ trường, nhưng có độ từ thẩm tuyệt vời (nhỏ hơn 8,0 × 10-4H / m) và tổn thất từ trễ thấp. Các vật liệu từ mềm bao gồm: pecalloys (hợp kim có thêm niken và sắt), sắt từ oxit (sắt từ), điện từ.
Từ tính cứng (hoặc nhóm cứng từ tính). Đặc tính của vật liệu sắt từ nhóm này cao hơn nhóm trước. Chất rắn từ tính vừa có cường độ từ trường cao vừa có độ từ thẩm tốt. Chúng là vật liệu chính để sản xuất nam châm và các thiết bị sử dụng lực cưỡng bức và cần có độ nhiễm từ tuyệt vời. Nhóm từ tính cứng bao gồm hầu hết cácbon và một số thép hợp kim (coban, vonfram và crom).

Vật liệu thuộc nhóm từ tính mềm

Như đã đề cập trước đó, nhóm từ mềm bao gồm:

Permalloys, chỉ bao gồm hợp kim sắt và niken. Chromium và molypden đôi khi được thêm vào các chất cố định để tăng tính thấm. Các vĩnh cửu được tạo ra đúng cách có tính từ tính và lực kháng từ cao.
Sắt là một vật liệu sắt từ bao gồm các oxit của sắt và kẽm. Thường thì các oxit mangan hoặc niken được thêm vào sắt và kẽm để giảm sức đề kháng. Vì vậy, sắt tây thường được sử dụng làm chất bán dẫn cho dòng điện tần số cao.
Magnetodielectricslà một hỗn hợp bột của sắt, magnetit hoặc bột permalloy được bọc trong một màng điện môi. Cũng giống như ferit, điện từ được sử dụng làm chất bán dẫn trong nhiều loại thiết bị: bộ khuếch đại, bộ thu, bộ phát, v.v.

Vật liệu thuộc nhóm từ cứng

Các vật liệu sau thuộc nhóm từ cứng:

Thép carbon được làm từ hợp kim của sắt và carbon. Tùy thuộc vào lượng carbon, có: carbon thấp (ít hơn 0,25% carbon), carbon trung bình (từ 0,25 đến 0,6% carbon) và thép carbon cao (lên đến 2% carbon). Ngoài sắt và cacbon, silic, magiê và mangan cũng có thể được bao gồm trong thành phần của hợp kim. Nhưng chất lượng cao nhất và vật liệu sắt từ phù hợp là những loại thép cacbon có ít tạp chất nhất.
Hợp kim dựa trên các nguyên tố đất hiếm, chẳng hạn như hợp kim samarium-coban (hợp chất SmCo5 hoặc Sm2Co17). Chúng có độ từ thẩm cao với cảm ứng dư là 0,9 T. Đồng thời, từ trường trong nam châm loại này cũng là 0,9 T.
Hợp kim khác. Chúng bao gồm: hợp kim vonfram, magiê, bạch kim và coban.

Sự khác biệt giữa vật liệu sắt từ và các chất khác có tính chất từ tính

Ở phần đầu của bài báo, người ta nói rằng các chất sắt từ có những tính chất đặc biệt khác nhau đáng kểtừ các tài liệu khác và đây là một số bằng chứng:

Không giống như diamagnet và paramagnets, những đặc tính của chúng có được từ các nguyên tử và phân tử riêng lẻ của vật chất, các đặc tính của vật liệu sắt từ phụ thuộc vào cấu trúc tinh thể.
Vật liệu sắt từ, không giống như paramagnet, có giá trị từ tính cao.
Ngoài tính từ thẩm, sắt từ khác với vật liệu thuận từ ở chỗ chúng có mối quan hệ phụ thuộc giữa độ từ hóa và cường độ trường từ hóa, có tên khoa học - từ trường trễ. Nhiều vật liệu sắt từ, chẳng hạn như coban và niken, cũng như các hợp kim dựa trên chúng, cũng có hiện tượng tương tự. Nhân tiện, chính từ trễ cho phép nam châm duy trì trạng thái từ hóa trong một thời gian dài.
Một số vật liệu sắt từ cũng có khả năng thay đổi hình dạng và kích thước khi bị nhiễm từ. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng ma sát từ và không chỉ phụ thuộc vào loại sắt từ mà còn phụ thuộc vào các yếu tố quan trọng không kém khác, ví dụ, vào cường độ của các trường và vị trí của các trục tinh thể đối với chúng.
Một tính năng thú vị khác của chất sắt từ là khả năng mất đi các đặc tính từ tính của nó, hay nói một cách đơn giản là biến thành một paramagnet. Hiệu ứng này có thể đạt được bằng cách làm nóng vật liệu trên cái gọi là điểm Curie, trong khi quá trình chuyển đổi sang trạng thái thuận từ không kèm theo bất kỳ tác dụng phụ nào và thực tế không thể nhìn thấy bằng mắt thường.mắt.