Học kim loại là từ tính và tại sao

Nam châm là vật liệu tạo ra từ trường, thu hút các kim loại cụ thể. Mỗi nam châm có một cực Bắc và Nam. Phía đối diện các cực thu hút, trong khi các cực đẩy.

Trong khi hầu hết nam châm được làm từ kim loại và hợp kim, các nhà khoa học đã tìm ra cách để tạo ra nam châm từ vật liệu composite, chẳng hạn như polyme từ.

Điều gì tạo ra từ tính?

Từ tính trong kim loại được tạo ra bởi sự phân bố không đồng đều của các điện tử trong các nguyên tử của các nguyên tố kim loại nhất định.

Sự chuyển động bất thường và chuyển động do sự phân bố không đồng đều của các điện tử này làm thay đổi điện tích bên trong nguyên tử, tạo ra các lưỡng cực từ.

Khi các lưỡng cực từ được căn giữa, chúng tạo ra một từ tính, một vùng từ tính cục bộ có cực bắc và cực Nam.

Trong các tài liệu không được quy đổi từ tính, từ trường có hướng theo các hướng khác nhau, hủy bỏ nhau. Trong khi ở vật liệu từ hóa, hầu hết các lĩnh vực này đều được canh lề, chỉ vào cùng một hướng, tạo ra từ trường. Càng nhiều lĩnh vực gắn liền với nhau càng mạnh từ tính.

Các loại nam châm:

Nam châm vĩnh cửu

(còn gọi là nam châm cứng) là những nam châm liên tục tạo ra từ trường. Từ trường này là do từ sắt từ và là hình thức mạnh nhất của từ tính.

• Nam châm tạm thời (còn gọi là nam châm mềm) chỉ có từ tính trong khi có từ trường.
• Đam mê điện từ yêu cầu một dòng điện để chạy qua dây cuộn dây của chúng để tạo ra từ trường.
• Sự phát triển của nam châm: Các nhà văn Hy Lạp, Ấn Độ và Trung Quốc đã ghi lại những kiến ​​thức cơ bản về từ tính cách đây hơn 2000 năm. Hầu hết sự hiểu biết này dựa trên việc quan sát ảnh hưởng của đá dăm (một chất khoáng sắt từ thiên nhiên) trên sắt.

Nghiên cứu sớm về từ tính đã được tiến hành từ đầu thế kỷ 16, tuy nhiên, sự phát triển của nam châm cường độ cao hiện đại đã không xảy ra cho đến thế kỷ 20.

Trước năm 1940, nam châm vĩnh cửu chỉ được sử dụng trong các ứng dụng cơ bản như la bàn và máy phát điện gọi là magnetos. Sự phát triển của nam châm nhôm-niken-cobalt (Alnico) cho phép nam châm vĩnh cửu thay thế nam châm điện trong động cơ, máy phát điện, và loa phóng thanh.

Việc tạo ra các nam châm samara-cobalt (SmCo) trong những năm 1970 đã tạo ra các nam châm có mật độ năng lượng từ gấp đôi so với nam châm có sẵn trước đó. Các nam châm nhỏ hơn nhiều đã góp phần vào sự phát triển của nhiều thiết bị điện tử mà chúng ta biết đến ngày nay.

Vào đầu những năm 1980, các nghiên cứu sâu hơn về tính chất từ ​​tính của các nguyên tố đất hiếm đã dẫn tới việc khám phá ra các nam châm neodymium-iron-boron (NdFeB).Nam châm NdFeB một lần nữa dẫn tới tăng gấp đôi năng lượng từ tính qua nam châm SmCo.

Nam châm đất hiếm hiện đang được sử dụng trong tất cả mọi thứ từ đồng hồ đeo tay và iPad cho tới động cơ xe hơi và máy phát điện tuabin gió.

Từ và Nhiệt độ:

Kim loại và các vật liệu khác có các giai đoạn từ khác nhau, tùy thuộc vào nhiệt độ môi trường mà chúng được định vị. Kết quả là một kim loại có thể biểu lộ nhiều hơn một dạng từ tính.

Sắt, ví dụ, mất từ ​​tính của nó, trở thành paramagnetic, khi bị nung nóng trên 1418 ° F (770 ° C).

Nhiệt độ tại đó kim loại mất lực từ gọi là nhiệt độ Curie.

Sắt, coban và niken là những yếu tố duy nhất - ở dạng kim loại - có nhiệt độ Curie cao hơn nhiệt độ phòng. Như vậy, tất cả các vật liệu từ tính phải chứa một trong những yếu tố này.

Các kim loại ferromagnetic thông thường và nhiệt độ Curie của chúng:

Thành phần

Nhiệt độ Curie

Iron (Fe)

1418 ° F (770 ° C)	Cobalt (Co)
2066 ° F (1130 ° C)	Niken (Ni)
676. 4 ° F (358 ° C)	Gadolinium
66 ° F (19 ° C)	Dysprosium
-301. 27 ° F (-185 ° C 15 ° C)	Nguồn:
How Stuff Works, Inc. Làm thế nào hoạt động của nam châm.	// khoa học. howstuffworks. com / magnet1. htm

Wikipedia. Nhiệt độ Curie.
// en. wikipedia. org / wiki / Curie_temperature