Σκληρά εναντίον μαλακών μαγνητικών υλικών
Τα μαγνητικά υλικά είναι πολύ σημαντικά στις βιομηχανίες που σχετίζονται με τον μαγνητισμό. Η μαγνητική επαγωγή είναι η μετατροπή ενός μαγνητικού υλικού σε μαγνήτη. Σε τέτοιες διαδικασίες μαγνήτισης χρησιμοποιούνται σκληρά και μαλακά μαγνητικά υλικά. Η έννοια της μαγνήτισης παίζει πολύ σημαντικό ρόλο σε πεδία όπως η ηλεκτρομαγνητική θεωρία και ο μαγνητισμός. Είναι ζωτικής σημασίας να έχουμε σωστή κατανόηση της έννοιας της μαγνήτισης και των μαγνητικών υλικών. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τον μαγνητισμό, τη μαγνητική επαγωγή και τι είναι τα μαλακά μαγνητικά υλικά και τα σκληρά μαγνητικά υλικά, τις εφαρμογές, τις ομοιότητες και τέλος τη διαφορά μεταξύ μαλακού μαγνητικού υλικού και σκληρού μαγνητικού υλικού.
Τι είναι το μαλακό μαγνητικό υλικό;
Για να κατανοήσει κανείς την έννοια των μαλακών μαγνητικών υλικών, πρέπει πρώτα να έχει βασικές γνώσεις στη μαγνητική επαγωγή. Η μαγνητική επαγωγή είναι η διαδικασία μαγνήτισης υλικών σε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Τα υλικά μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε πολλά ανάλογα με τις μαγνητικές τους ιδιότητες. Παραμαγνητικά υλικά, Διαμαγνητικά υλικά και Σιδηρομαγνητικά υλικά είναι για να αναφέρουμε μερικά. Υπάρχουν επίσης μερικοί λιγότερο συνηθισμένοι τύποι όπως τα αντισιδηρομαγνητικά υλικά και τα σιδηρομαγνητικά υλικά. Ο διαμαγνητισμός εμφανίζεται σε άτομα με μόνο ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια. Τα συνολικά σπιν αυτών των ατόμων είναι μηδέν. Οι μαγνητικές ιδιότητες προκύπτουν μόνο λόγω της τροχιακής κίνησης των ηλεκτρονίων. Όταν ένα διαμαγνητικό υλικό τοποθετείται σε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, θα παράγει ένα πολύ ασθενές μαγνητικό πεδίο αντιπαράλληλο προς το εξωτερικό πεδίο. Τα παραμαγνητικά υλικά έχουν άτομα με ασύζευκτα ηλεκτρόνια. Τα ηλεκτρονικά σπιν αυτών των μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων λειτουργούν ως μικροί μαγνήτες, οι οποίοι είναι πολύ ισχυρότεροι από τους μαγνήτες που δημιουργούνται από την τροχιακή κίνηση των ηλεκτρονίων. Όταν τοποθετούνται σε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, αυτοί οι μικροί μαγνήτες ευθυγραμμίζονται με το πεδίο για να παράγουν ένα μαγνητικό πεδίο, το οποίο είναι παράλληλο με το εξωτερικό πεδίο. Τα σιδηρομαγνητικά υλικά είναι επίσης παραμαγνητικά υλικά με ζώνες μαγνητικών διπόλων προς μία κατεύθυνση, ακόμη και πριν από την εφαρμογή του εξωτερικού μαγνητικού πεδίου. Όταν εφαρμόζεται το εξωτερικό πεδίο, αυτές οι μαγνητικές ζώνες θα ευθυγραμμιστούν παράλληλα με το πεδίο έτσι ώστε να κάνουν το πεδίο ισχυρότερο. Ο σιδηρομαγνητισμός παραμένει στο υλικό ακόμα και μετά την αφαίρεση του εξωτερικού πεδίου, αλλά ο παραμαγνητισμός και ο διαμαγνητισμός εξαφανίζονται μόλις αφαιρεθεί το εξωτερικό πεδίο. Τα μαλακά μαγνητικά υλικά αποτελούν μέρος της οικογένειας των σιδηρομαγνητικών υλικών. Τα μαλακά μαγνητικά υλικά παρουσιάζουν ισχυρές μαγνητικές ιδιότητες σε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο αλλά χάνουν τον μαγνητισμό μετά την αφαίρεση του εξωτερικού πεδίου. Αυτό προκαλεί μια καμπύλη υστέρησης σαν φύλλο.
Τι είναι το σκληρό μαγνητικό υλικό;
Σκληρά μαγνητικά υλικά έχουν ισχυρότερη μαγνήτιση από τα μαλακά μαγνητικά υλικά όταν εκτίθενται σε εξωτερικό πεδίο. Τα σκληρά μαγνητικά υλικά θα περιέχουν τον μαγνητισμό ακόμη και μετά την αφαίρεση του εξωτερικού πεδίου. Αυτά χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία μόνιμων μαγνητών. Ο βρόχος υστέρησης των σκληρών μαγνητικών υλικών έχει σχεδόν τετράγωνο σχήμα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ σκληρού μαγνητικού υλικού και μαλακού μαγνητικού υλικού;
• Τα σκληρά μαγνητικά υλικά έχουν πιο ισχυρούς μαγνητισμούς από τα μαλακά μαγνητικά υλικά.
• Τα σκληρά μαγνητικά υλικά έχουν την ικανότητα να συγκρατούν τον μαγνητισμό ακόμη και μετά την αφαίρεση του εξωτερικού πεδίου, αλλά τα μαλακά μαγνητικά υλικά δεν έχουν τέτοια ικανότητα.
