Залежно від магнітних властивостей речовини бувають діамагнетиками, парамагнетиками і ферромагнетиками. І саме феромагнітний матеріал володіє особливими властивостями, відмінними від інших.
Що це за матеріал і якими властивостями володіє
Феромагнітний матеріал (або феромагнетик) – речовина, що знаходиться в твердому кристалічному або аморфному стані, яке має намагніченість при відсутності будь-якого магнітного поля лише при низькій критичній температурі, тобто при температурі нижче точки Кюрі. Магнітна сприйнятливість цього матеріалу позитивна і перевищує одиницю. Деякі феромагнетики можуть володіти мимовільної намагніченістю, сила якої буде залежати від зовнішніх факторів. Крім усього іншого, такі матеріали мають відмінну магнітну проникність і здатні до посилення зовнішнього магнітного поля в кілька сотень тисяч разів.
Групи феромагнетиків
Всього існує дві групи феромагнітного матеріалу:
Магнітно-м'які група. Феромагнетики цієї групи мають невеликі показники напруженості магнітного поля, але володіють відмінною магнітною проникністю (менше 80x10 -4 Гн/м) і невисокими втратами гістерезисна характеру. До магнітно-м'яких матеріалів належать: пермаллои (сплави з додаванням нікелю і заліза), оксидні феромагнетики (ферити), магнитодиэлектрики. Магнітно-жорстка (або магнітно-тверда група). Характеристики феромагнітних матеріалів цієї групи вище, ніж у попередньої. Магнітно-тверді речовини володіють високими показниками напруженості магнітного поля, так і хорошою магнітною проникністю. Вони є основними матеріалами для виробництва магнітів і пристроїв, де використовується коерцитивна сила і необхідна відмінна магнітна сприйнятливість. До магнітно-твердої групи належать практично всі вуглецеві і деякі леговані стали (кобальт, ванадій і хром). Матеріали магнітно-м'яких групи
Як і говорилося раніше, до магнітно-м'якої групи належать:
Пермаллои, які складаються тільки із сплавів заліза і нікелю. Іноді до пермаллоям додають хром і молібден для підвищення проникності. Правильно виготовлені пермаллои відрізняються високими показниками магнітної проникності і коэрцитивной сили. Ферити – феромагнітний матеріал, що складається з оксидів заліза і цинку. Нерідко до заліза і цинку додають оксиди марганцю або нікелю для зменшення опору. Тому ферити часто використовують як напівпровідників при високочастотних струмах. Магнитодиэлектрики є подрібненою сумішшю порошку заліза, магнетиту або пермаллоя, обгорненого в плівку з діелектрика. Так само як і ферити, магнитодиэлектрики використовуються в якості напівпровідників в самих різних пристроях: підсилювачах, приймальниках, передавачах і т. д. Матеріали магнітно-твердої групи
До магнітно-твердої групи належать наступні матеріали:
Вуглецеві сталі, що складаються із сплаву заліза і вуглецю. В залежності від кількості вуглецю, бувають: низьковуглецеві (менше 025% вуглецю), середньовуглецеві (від 025 до 06% вуглецю) і високовуглецеві сталі (до 2% вуглецю). Крім заліза і вуглецю, в склад сплаву можуть також входити кремній, магній і марганець. Але найбільш якісними і придатними феромагнітними матеріалами вважаються ті вуглецеві сталі, які мають найменшу кількість домішок. Сплави на основі рідкоземельних елементів, наприклад самарій-кобальтові сплави (з'єднання SmCo5 або Sm2Co17). Вони мають високі показники магнітної проникності при залишкової індукції в 09 Тл. При цьому магнітне поле у ферромагнетиках такого типу теж становить 09 Тл. Інші сплави. До таких належать: вольфрамові, магнієві, платинові і кобальтові сплави. Відмінність феромагнітного матеріалу від інших речовин, що володіють магнітними властивостями
На початку статті було сказано, що феромагнетики володіють особливими властивостями, які значно відрізняються від інших матеріалів, і ось декілька доказів:
На відміну від діамагнетиків і парамагнетиків, які отримують свої властивості від окремих атомів і молекул речовини, властивості феромагнітних матеріалів залежать від кристалічної структури. Феромагнітні матеріали, на відміну, наприклад, від парамагнетиків, мають великі значення магнітної проникності. Крім проникності, феромагнетики відрізняються від парамагнітних матеріалів ще і тим, що мають залежну зв'язок між намагнічуванням і напруженістю поля, що намагнічує, яка має наукову назву – магнітний гістерезис. Подібного явища схильні багато феромагнітні матеріали, наприклад кобальт і нікель, а також сплави на їх основі. До речі, саме магнітний гістерезис дозволяє магнітів зберігати стан намагніченості протягом тривалого часу. Деякі феромагнітні матеріали також мають особливістю змінювати свою форму і розміри при намагнічуванні. Таке явище називається магнитострикцией і залежить не тільки від виду феромагнетика, але і від інших не менш важливих факторів, наприклад від напруженості полів і розташування кристалографічних осей по відношенню до них. Ще однією цікавою особливістю феромагнітного речовини є здатність втрачати свої магнітні властивості або, кажучи простіше, перетворюватися в парамагнетик. Такого ефекту можна досягти при нагріванні матеріалу вище так званої точки Кюрі, при цьому перехід в парамагнітний стан не супроводжується якими-небудь іншими явищами і практично непомітний неозброєним оком. Область застосування феромагнетиків
Як видно, феромагнітний матеріал займає особливо важливе місце у сучасному світі технологій. Його використовують при виготовленні:
постійних магнітів; магнітних компасів; трансформаторів і генераторів; електронних моторів; електровимірювальних приладів; приймачів; передавачів; підсилювачів і ресиверів; вінчестерів для ноутбуків і ПК; гучномовців і деяких видів телефонів; звукозаписних пристроїв. В минулому деякі магнітно-м'які матеріали використовувалися також в радіотехніці при створенні магнітних стрічок і плівок.
