소개
일부 재료 (철과 같은)가 영구 자석을 생성하거나 자석에 끌리는 경우, Ferromagnetism 's 1 차 메커니즘, 자기는 물리학에서 여러 가지 방식으로 분류 될 수 있습니다. 자기는 ferromagnetism 에 의해 발생합니다 (가장 강력한 유형의 자기 마그네틱의 비슷한 현상과 함께) 가장 강력한 유형. 그러나, 이러한 약한 힘은 3 가지 추가 형태의 자기가 존재하기 때문에 감수성기구를 사용하여 실험실에서만 관찰 될 수있다 :상자 마그네틱, 디아마그네시즘 및 반 관세학.
.냉장고 문에 스티커 메모를 담고있는 데 일반적으로 사용되는 냉장고 자석은 강자성의 일상적인 예입니다. 고대 세계에서,“자기의 품질은 처음으로 보이고 오늘날 우리에게”자석의 강자성 물질에 대한 매력의 매력을 묘사합니다.
강자성 재료
ferromagnetism 의 독특한 특성을 나타내는 소수의 화합물 만 있습니다. . 철, 니켈, 코발트 및 희토류 금속과 같은 전이 금속의 합금이 가장 빈번합니다. 화학적 조성뿐만 아니라 물질의 결정 구조와 미세 구조의 특성입니다. Hund의 최대 다양성 법칙으로 인해 이러한 재료는 D- 블록 (철 및 사촌) 또는 F- 블록 (희토류 금속)에 짝을 이루지 않은 전자를 많이 갖추고있어 ferromagnetism 가 발생합니다. .
Fritz Heusler의 이름을 따서 명명 된 Heusler 합금은 비 복합 성분을 가진 강자성 금속 합금입니다. 스테인레스 스틸에서 발견되는 것과 같은 강유전성 금속은 비자 성 합금의 주요 성분입니다. 액체 합금의 급속한 냉각은 비정질 (비정골) 페로 마그네틱 를 생성 할 수 있습니다. 금속 합금. 일부 예에는 주어진 물질의 용융점을 감소시키는 전이 금속-메탈 로이드 합금 (종종 약 80% 전이 금속 및 나머지 메탈 로이드 성분으로 구성)이 포함됩니다. 희토류 자석은 비교적 새로운 종류의 고형 강자성 물질입니다. 거대한 자기 모멘트를 운반하는 것으로 널리 인식되는 란타나이드 요소는이 원자에서 발견됩니다.
강자성의 원인
Ferromagnetism은 외부 껍질의 짝을 이루지 않은 전자로부터 발생하는 원자에서 영구 쌍극자의 정렬과 인접한 원자의 쌍극자 사이의 상호 작용에 의해 야기된다. 예를 들어, 철 및 코발트와 같은 강자성 재료의 가장 바깥 쪽 껍질에는 전자가 포함되어 있지만 극단에 가까운 내부 껍질은 여전히 비어 있습니다. 결과적으로, 강유전성 재료는 전자 구조로 인해 막대한 스핀 자기 모멘트를 가지므로 원자력 고체 쌍극자 모멘트를 초래합니다.
강자성 물질의 예
금속은 대부분의 강자성 물질을 구성합니다. 강자성 물질에는 철, 코발트, 니켈 및 기타 금속이 포함됩니다. 또한, 강자성 물질에는 금속 합금 및 희토류 자석이 포함됩니다. 철분으로의 산화물을 산화물로 산화하면 강자성 물질 인 마그네타이트를 생성합니다. 580 ° C는 큐리 온도입니다. 처음에는 자기 재료로 생각되었습니다. 마그네타이트는 모든 자연 발생 광물에서 가장 강력한 자기 특성을 가지고 있습니다.
강자성 물질의 특성
- 쌍극자 모멘트의 영역은 ferromagnetic 의 원자에 존재합니다. 재료.
- 강유전질 재료는 물질 외부의 자기장과 동일한 방향으로 쌍극자가 정렬되었습니다.
- 마그네슘은 쌍극자 모멘트가있어 자기장의 풀 방향을 가리 킵니다.
- 자기장이 적용되면 자기장 강도 (m)가 빠르고 선형 적으로 증가합니다 (H). 결과적으로 포화는 재료 별입니다.
- 자기장에 대한 감수성은 엄청나고 매우 긍정적입니다. M은 자석의 강도를 나타내는 반면, H는 적용된 자기장이 얼마나 강한지를 나타냅니다. 이것은 자기 감수성 XM이 m/h와 같음을 의미합니다.
- 재료는 매우 높고 양의 자기 플럭스 밀도를 갖습니다. 강자성 물질은 밀도의 자기장 라인을 갖는다. 0은 여유 공간의 자기 유출이고, H는 적용된 자기장의 강도이며, m은 자기화의 강도를 나타냅니다. 이것은 우리에게 자기 플럭스 밀도 b =0 (h + m)을 제공합니다.
- 재료 내부의 필드는 자화 필드보다 훨씬 더 실질적입니다. 따라서 상대 투과성은 자화 필드에 따라 선형으로 변한다. 결과적으로 많은 힘의 힘이 재료로 끌려갑니다.
- 자기장은 강자성 재료에 대한 강력한 매력을 가지고 있습니다. 결과적으로, 그들은 고르지 않은 필드의 기둥 주위를 클러스터하는 경향이 있습니다.
- 강자성 가루가있는 시계 유리는 충분히 멀리 떨어진 두 극 조각에 배치되면 그 중간에 우울증을 나타냅니다. 이것은 가장 강한 자기장이 기둥 근처에서 발견되기 때문입니다.
- 강자성 물질이 고온에서 액화 될 때 자기 특성을 잃습니다.
강자성 물질의 사용
강자성 재료는 예를 들어 전기 모터, 발전기, 변압기, 전화기, 라우드 스피커 및 신용 카드와 같은 수많은 산업 용도를 가지고 있습니다.
뮤리 온도
온도는 강자성 특성에 영향을 미칩니다. 강자성 물질은 충분한 온도로 가열 될 때 상자성이됩니다. Curie의 온도는이 전환이 발생하는 온도입니다. 약어는 tc.
입니다히스테리시스
외부 자기장이 제거 될 때 강자성 물질은 완전히 제거되지 않습니다. 재료를 제로 자기화 상태로 되 돌리려면 반대 방향의 자기장을 공급해야합니다. 자기 히스테리시스는 외부 자기장이 ferromagnetic 에서 제거 될 때 발생합니다. 재료. 루프는 재료의 자기 플럭스 밀도 (b)가 외부 자기장의 강도 (H)에 대해 플롯 될 때 형성됩니다. 용어는 히스테리시스 루프입니다. 자기 플럭스 밀도는 자화력이 제거 될 때 보유성으로 알려져 있습니다. 재료를 철저히 제거하려면 높은 강압 역 자기화 필드가 필요합니다.
도메인 구조
도메인 구조라는 더빙 된이 대규모의 자기 조직은 프랑스 과학자 피에르 에스테르 바스 (Pierre-Ernest Weiss)가 제안했습니다. 원자와 이온의 모든 자기 모멘트가 정렬되는 강자성 물질에는 많은 도메인이 있습니다. 외부 자화력은 강도에 따라 이들 도메인의 다른 도메인 후 하나를 외부 필드와 정렬하여 회전시키고 정렬되지 않은 도메인이 정렬되지 않은 도메인을 증가시켜 전체적으로 자화 된 항목을 초래할 것이다.
채도는 전체가 단일 영역 내에 포함 된 상태입니다. 도메인의 구조를 직접 볼 수 있습니다. 자철석 기반 콜로이드 용액은 하나의 방법으로 페로 마그 넷의 표면에 적용됩니다. 광학 현미경은 표면 극이있을 때 뚜렷한 입자 농도 패턴을 쉽게 감지 할 수 있습니다. 편광, 편광 중성자, 전자 빔 및 X- 레이는 모두 도메인을 보여 주었다.
결론
여러 이온적으로 결합 된 화합물은 1950 년대 이후, 특히 1960 년 이후 강자성이었다. 전기 절연체는 이들 화합물 중 일부에서 발견 될 수 있지만 반도체는 다른 화합물에서 발견 될 수있다. 할리드 (플루오린 및 염소 및 브롬과 같은 다른 불소 함유 원소) 및 칼 코게 나이드 (산소 및 황 화합물)는 이들 화합물의 예이다. 망간, 크롬 (CR) 및 유로 (EU)만이 이들 물질에서 영구 쌍극자 모멘트를 갖는다; 다른 것들은 diamagnetic입니다. 비모명 모멘트 배열이 저온에서 존재할 때 희귀 고리 금속 에르 비움 (ER) 및 홀 메듐 (HO)에서 상당한 양의 자발적 자기화가 발생합니다. 또한, 강자성 순서는 스피넬 결정 구조를 갖는 일부 이온 성 화합물에서 발견 될 수있다. 예를 들어, 혈관 (TM)은 독특한 설계로 인해 32 개의 켈빈 (k) 이하의 자발적으로 자화합니다.
우리는 강자성과 강자성 물질을 연구했습니다. 그들은 현대 산업에서 크게 사용됩니다.
