Klasyfikacja i własności materiałów magnetycznych

Klasyfikacja i własności materiałów magnetycznych.doc
(234 KB) Pobierz
Materiały magnetyczne
Klasyfikacja i własności materiałów magnetycznych:
1. Podział ze względu na reakcję na przyłożone zewnętrzne pole magnetyczne

Materiały diamagnetyczne - magnetyzują się w bardzo słabym stopniu w kierunku
przeciwnym do kierunku działania zewnętrznego pola magnetycznego – osłabiają
działanie pola – magnetyzacja ta jest proporcjonalna do natężenia pola zewnętrznego
i niezależna od temperatury;
 Gazy szlachetne; miedź; srebro; cynk; złoto; węgiel; kadm; rtęć; ołów; itd...
 Materiały paramagnetyczne – magnetyzują się w bardzo słabym stopniu lecz w
kierunku zgodnym z kierunkiem działania zewnętrznego pola magnetycznego – nie
osłabia go ale też wzmacnia w bardzo niewielkim stopniu – magnetyzacja ta jest na
ogół proporcjonalna do zewnętrznego pola magnetycznego i odwrotnie
proporcjonalna do temperatury bezwzględnej.
 metale alkaliczne; platyna;
magnez; aluminium; cyna; wanad; wolfram; itd..
 Materiały ferromagnetyczne – magnetyzują się bardzo silnie w kierunku zgodnym
z kierunkiem działania zewnętrznego pola magnetycznego - wzmacnia zewnętrzne
pole magnetyczne – przy okresowej zmianie kierunku pola magnetycznego wykazują
własności histerezy – tzn. w mniejszym lub w większym stopniu zachowują
magnetyzację po zaniknięciu zewnętrznego pola – ten rodzaj magnetyzacji nie jest
proporcjonalny do zewnętrznego pola magnetycznego i jest odwrotne proporcjonalny
do różnicy ( T -  ) T- temp. bezwzględna;  - punkt Curie charakterystyczną dla
każdego materiału
 żelazo; nikiel; kobalt,gaddin(?)....
warunki ferromagnetyzmu: 1. nieskompensowany moment magnetyczny
2. 3.2<= a/r <= 6.2
gdzie a – stała sieciowa;

Materiały antyferromagnetyczne – w grupie tej rozróżniamy: antyferromagnetyki
(występuje całkowita kompensacja momentów magnetycznych) ; ferrimagnetyki lub
antyferrimagnetyki (gdy wchodzące w skład danego związku – stopu atomy mają
różne co do wartości momenty magnetyczne, całkowita kompensacja momentów
przy ich antyrównoległym ustawieniu jest wówczas niemożliwa)
np. tlenek żelazawy FeO
tlenek niklu NiO
np. ferryty
Strona 8 z 11
2. Podział ze względu na zdolności rozmagnesowywania
Materiały magnetycznie twarde
Materiały magnetycznie miękkie
 duża pozostałość magnetyczna
 łatwo i silnie się magnesują (duża podatność
magnetyczna) ale i łatwo się rozmagnesowują (mała
pozostałość magnetyczna)
 są nośnikami pola magnetycznego

Żelazo technicznie czyste (armco)

Stale niskowęglowe i krzemowe

Stopy żelaza z niklem (permalloy, supermalloy)

Stopy żelaza z kobaltem
 są źródłami pola magnetycznego

Stale węglowe (0,8%-1,5% węgla w stanie
zahartowanym

Stale chromowe

Ferryty Barowe i Strontowe

Stopy żelaza, aluminium, niklu, kobaltu z
domieszkami miedzi lub tytanu (alnico)
Zastosowanie
- różnego typu magnesy trwałe

Stopy żelaza z aluminium

Stopy żelaza z krzemem

stopy niklu z żelazem i kobaltem

ferryty
Zastosowanie
- rdzenie elektromagnesów prądu stałego
- obwody magnetyczne pracujące przy okresowo
zmiennych strumieniach magnetycznych (masz. el.,
trafo., dławiki, el. mag. prądu zmiennego)
2. Efekty magnetyczne:
Efekt ferromagnetyczny
Efekt samorzutnego uporządkowania momentów magnetycznych w materiale,
tworzących sieć kryształu w niewielkich obszarach zwanych domenami.
Podstawowym warunkiem wystąpienia ferromagnetyzmu jest istnienie w materiale
nieskompensowanych spinowych momentów magnetycznych, które mogą występować
tylko w atomach z nie zapełnionymi powłokami. Jest to warunek konieczny,
warunkiem wystarczającym jest występowanie w strukturze materiału tzw. sił
wymiany* o odpowiednio dużej wielkości.
*
siły wzajemnego oddziaływania spinowych momentów elektronów prowadzące do spontanicznego
upożądkowania orientacji spinów
Efekt diamagnetyczny
Jest to właściwość wszystkich ciał polegająca na tym, że pod wpływem zewnętrznego
pola magnetycznego diamagnetyki magnesują się przeciwnie do tego pola.
Diamagnetyki w przeciwieństwie do ferro i paramagnetyków są wypychane przez
jednorodne pole magnetyczne. Cząsteczka lub atom diamagnetyka wykazują zerowy
wypadkowy moment magnetyczny, ponieważ ich wewnętrzne momenty znoszą się.
Efekt paramagnetyczny
Jeżeli w nieobecności pola magnetycznego atomy i jony obdarzone momentami
magnetycznymi nie oddziałują magnetycznie wzajemnie na siebie mamy do czynienia
z efektem paramagnetycznym. (momenty te na ogół ustawiają się chaotycznie i nie
dają żadnego wypadkowego namagnesowania)
3.
Pojęcia:
domena magnetyczna – ( obszar Weissa) obszar w którym spiny atomów pod działaniem sił
wymiany porządkują się równolegle, a ich momenty magnetyczne
ustawiają się zgodnie z osiami łatwego magnesowania kryształu. –2)
małe obszary samorzutnego magnesowania(tworzą obwód
zamknięty).Jest to spowodowane dążeniem systemu do osiągnięcia
jak najniższej sumarycznej energii magnetycznej.
siły wymiany
- siły wzajemnego oddziaływania spinowych momentów elektronów
prowadzące do spontanicznego uporządkowania orientacji spinów
podatność magnetyczna – Jest to cecha materiału, która porównuje własności magnetyczne
danego materiału względem powietrza i mówi o ile dany mterił jest
lepszy od powietrza; jest wielkością bezwymiarową oznaczoną jako
m B=oH+oHm
magnetyzacja
- zjawisko częściowego lub całkowitego uporządkowania momentów
magnetycznych; parametr I=oHm  B=oH+I
Teoria Weissa
- założenia teorii to:
1. Istnienie wewnętrznego pola magnetycznego
2. Istnienie małych obszarów samorzutnego magnesowania
zwanych domenami (opisane wcześniej)
B=owH=H jeżeli w=1+ to
B=oH+oH gdzie oH=J [magnetyzacja]
Magnetostrykcja
- Zjawisko zmiany kształtu i rozmiarów materiałów
magnetycznych pod wpływem pola magnetycznego lub przeciwnie
zjawisko zmiany własności magnetycznych pod wpływem
przyłożonej siły. Zjawisko to wykorzstywane jest:
- do stabilizacji częstości drgań w generatorach lampowych
- do wytwarzania drgań ultradźwiękowych w przetwornikach
magnetostrykcyjnych
- w echosondach
- defektoskopii ultradźwiękowej
materiały: nikiel, permendur, inwar, ferryty
Materiały Magnetycznie Miękkie
1.
-
2.
Cechy dobrego materiału magnetycznie miękkiego
duża wartość indukcji nasycenia Bn
duża wartość przenikalności magnetycznej względnej maksymalnej wm
małą stratnością magnetyczną
stabilnością powyższych własności w czasie eksploatacji
łatwością kształtowania gotowych wyrobów
niską ceną
Czyste odmiany żelaza – charakterystyka (materiał na obwody o stałym strumieniu)
Chemicznie czyste żelazo jest doskonałym materiałem magnetycznie miękkim dla
którego przenikalność magn. względna maksymalna wm = 1 500 000 oraz natężenie
powściągające Hc= 1,2 A/m.
Wyróżniamy następujące odmiany żelaza:

żelazo elektrolityczne – stosunkowo czysta odmiana oczyszczane w pocesie
elektrolizy, dobry surowiec do wyrobu bardzo czystych odmian Fe metodą
przetapiania w wodorze (zanieczyszczenia: 0,02% C, 0,01% O2, wm= 15000,
Bn=2,16 [T])

żelazo armco – technicznie czyste żelazo uzyskiwane ze specjalnie
prowadzonych wytopów stali, stosowane w obwodach magnetycznych
magnesowanych prądem stałym (mierniki, przekaźniki) (zanieczyszczenia:
0,025% C, 0,035% O2, wm=5000,Bn=2[T] )
Nawet znikome domieszki innych pierwiastków gwałtownie pogarszają własności
magnetyczne żelaza ( zmniejszenie wm , zwiększenie Hc) i powodują powstanie naprężeń
wewnętrznych.

Sposoby oczyszczania żelaza:
Przetapianie w próżni – stosowane na skalę przemysłową, oczyszcza Fe z
domieszek C i O, które wiążą się w lotny CO2, oraz z domieszek azotu, który
ulatnia się.

Przetapianie w atmosferze wodoru – kosztowniejsze ale daje znacznie
wyższy stopień oczyszczenia żelaza, wodór tworzy lotne związki z węglem,
tlenem, azotem, siarką, fosforem
Naprężenia wewnętrzne w siatce krystalicznej żelza mogą być wywołane również
przez obróbkę plastyczną lub termiczną, usuwa się je przez wyżarzanie i powolne studzenie
materiału.
Stale krzemowe – elektrotechniczne blachy magnetyczne
3.
...
Plik z chomika:
goooooosiaq
Inne pliki z tego folderu:


Wiesław Wilczyński - Wpływ technologii na własciwosci magnetyczne rdzeni maszyn
elektrycznych.pdf (3582 KB)
Materiały magnetycznie miękkie - badania wybranych własności magnetycznych.pdf (881
KB)
 Krzysztof Wierzbanowski - Laboratoryjne i przemysłowe zastosowanie tekstur
krystalograficznych.pdf (1915 KB)
 Materiały stosowane do budowy maszyn elektrycznych.pdf (391 KB)
 Klasyfikacja i własności materiałów magnetycznych.doc (234 KB)
Inne foldery tego chomika:

Identyfikacja i klasyfikacja tworzyw sztucznych
 Zgniot i rekrystalizacja
Zgłoś jeśli naruszono regulamin







Strona główna
Aktualności
Kontakt
Dla Mediów
Dział Pomocy
Opinie
Program partnerski




Regulamin serwisu
Polityka prywatności
Ochrona praw autorskich
Platforma wydawców
Copyright © 2012 Chomikuj.pl