Ferromagnitlarni qo'llashning asosiy yo'nalishlarini, shuningdek ularni tasniflash xususiyatlarini ko'rib chiqaylik. Keling, ferromagnitlar past haroratlarda nazoratsiz magnitlanishga ega bo'lgan qattiq jismlar deb nomlanishidan boshlaylik. U deformatsiya, magnit maydon, harorat o'zgarishi ta'sirida o'zgaradi.
Ferromagnitlarning xossalari
Ferromagnitlarning texnologiyada qoʻllanilishi ularning fizik xossalari bilan izohlanadi. Ularning magnit o'tkazuvchanligi vakuumdan ko'p marta kattaroqdir. Shu munosabat bilan, bir turdagi energiyani boshqasiga aylantirish uchun magnit maydonlardan foydalanadigan barcha elektr qurilmalarda magnit oqimni o'tkazishga qodir bo'lgan ferromagnit materialdan tayyorlangan maxsus elementlar mavjud.
Ferromagnitlarning xususiyatlari
Ferromagnitlarning farqlovchi xususiyatlari nimada? Ushbu moddalarning xususiyatlari va ishlatilishi ichki tuzilishning o'ziga xos xususiyatlari bilan izohlanadi. Moddaning magnit xossalari va magnitlanishning elementar tashuvchilari, ya'ni atom ichida harakatlanuvchi elektronlar o'rtasida bevosita bog'liqlik mavjud.
Diraviy orbitalarda harakatlanayotganda ular elementar tok va magnit hosil qiladi.magnit momentga ega bo'lgan dipollar. Uning yo'nalishi gimlet qoidasi bilan belgilanadi. Jismning magnit momenti barcha qismlarning geometrik yig'indisidir. Elektronlar dumaloq orbitalarda aylanishdan tashqari, o'z o'qlari atrofida ham harakatlanib, aylanish momentlarini hosil qiladi. Ular ferromagnitlarni magnitlanish jarayonida muhim vazifani bajaradi.
Ferromagnitlarning amaliy qoʻllanilishi ularda aylanish momentlarining parallel yoʻnalishi bilan oʻz-oʻzidan magnitlangan hududlar hosil boʻlishi bilan bogʻliq. Agar ferromagnit tashqi maydonda joylashgan bo'lmasa, u holda alohida magnit momentlari turli yo'nalishlarga ega, ularning yig'indisi nolga teng va magnitlanish xususiyati yo'q.
Ferromagnitlarning o'ziga xos xususiyatlari
Agar paramagnetlar moddaning alohida molekulalari yoki atomlarining xossalari bilan bogʻliq boʻlsa, ferromagnit xossalarni kristall strukturasining oʻziga xos xususiyatlari bilan izohlash mumkin. Masalan, bug 'holatida temir atomlari biroz diamagnit, qattiq holatda esa bu metall ferromagnitdir. Laboratoriya tadqiqotlari natijasida harorat va ferromagnit xususiyatlar o'rtasidagi bog'liqlik aniqlandi.
Masalan, magnit xossalari temirga oʻxshash Goisler qotishmasida bu metall mavjud emas. Kyuri nuqtasiga (ma'lum bir harorat qiymati) erishilganda, ferromagnit xususiyatlar yo'qoladi.
Ularning o'ziga xos xususiyatlaridan nafaqat magnit o'tkazuvchanlikning yuqori qiymatini, balki maydon kuchi va kuchlanish o'rtasidagi bog'liqlikni ham ajratib ko'rsatish mumkin.magnitlanish.
Ferromagnitning alohida atomlarining magnit momentlarining o'zaro ta'siri bir-biriga parallel ravishda joylashgan kuchli ichki magnit maydonlarni yaratishga yordam beradi. Kuchli tashqi maydon yoʻnalishning oʻzgarishiga olib keladi, bu esa magnit xususiyatlarning oshishiga olib keladi.
Ferromagnitlarning tabiati
Olimlar ferromagnitizmning spin tabiatini aniqladilar. Elektronlarni energiya qatlamlari bo'ylab taqsimlashda Pauli istisno printsipi hisobga olinadi. Uning mohiyati shundaki, har bir qatlamda ularning faqat ma'lum soni bo'lishi mumkin. To'liq to'ldirilgan qobiqda joylashgan barcha elektronlarning orbital va spin magnit momentlarining natijaviy qiymatlari nolga teng.
Ferromagnit xossaga ega kimyoviy elementlar (nikel, kob alt, temir) davriy sistemaning oʻtish elementi hisoblanadi. Ularning atomlarida qobiqlarni elektronlar bilan to'ldirish algoritmining buzilishi mavjud. Birinchidan, ular yuqori qatlamga (s-orbital) kiradi va u to'liq to'ldirilgandan keyingina elektronlar quyida joylashgan qobiqqa (d-orbital) kiradi.
Asosiysi temir boʻlgan ferromagnitlarning keng miqyosda qoʻllanilishi tashqi magnit maydon taʼsirida strukturaning oʻzgarishi bilan izohlanadi.
Atomlarida ichki tugallanmagan qobiqlari bo'lgan moddalargina shunga o'xshash xususiyatlarga ega bo'lishi mumkin. Ammo hatto bu holat ferromagnit xususiyatlar haqida gapirish uchun etarli emas. Masalan, xrom, marganets, platina ham boratomlar ichidagi tugallanmagan qobiqlar, lekin ular paramagnitdir. O'z-o'zidan magnitlanishning paydo bo'lishi maxsus kvant harakati bilan izohlanadi, buni klassik fizika yordamida tushuntirish qiyin.
Boʻlim
Bunday materiallarning shartli ravishda ikki turga bo'linishi mavjud: qattiq va yumshoq ferromagnitlar. Qattiq materiallardan foydalanish magnit disklar, ma'lumotlarni saqlash uchun lentalarni ishlab chiqarish bilan bog'liq. Yumshoq ferromagnitlar elektromagnitlarni, transformator yadrolarini yaratishda ajralmas hisoblanadi. Ikki tur o'rtasidagi farqlar ushbu moddalarning kimyoviy tuzilishining o'ziga xos xususiyatlari bilan izohlanadi.
Foydalanish xususiyatlari
Keling, zamonaviy texnologiyaning turli sohalarida ferromagnitlardan foydalanishning ba'zi misollarini batafsil ko'rib chiqaylik. Yumshoq magnit materiallar elektrotexnikada elektr motorlar, transformatorlar, generatorlar yaratish uchun ishlatiladi. Bundan tashqari, radioaloqa va past oqim texnologiyasida ushbu turdagi ferromagnitlardan foydalanishga e'tibor qaratish lozim.
Doimiy magnitlarni yaratish uchun qattiq turlar kerak. Agar tashqi maydon o'chirilgan bo'lsa, ferromagnitlar o'z xususiyatlarini saqlab qoladi, chunki elementar oqimlarning yo'nalishi yo'qolmaydi.
Mana shu xususiyat ferromagnitlardan foydalanishni tushuntiradi. Xulosa qilib aytganda, bunday materiallar zamonaviy texnologiyalarning asosi hisoblanadi.
Doimiy magnitlar elektr oʻlchash asboblari, telefonlar, karnaylar, magnit kompaslar, ovoz yozish qurilmalarini yaratishda kerak boʻladi.
Ferritlar
Ferromagnitlardan foydalanishni hisobga olgan holda, ferritlarga alohida e'tibor berish kerak. Ular yuqori chastotali radiotexnikada keng qo'llaniladi, chunki ular yarim o'tkazgichlar va ferromagnitlarning xususiyatlarini birlashtiradi. Aynan ferritlardan hozirgi vaqtda magnit lentalar va plyonkalar, induktorlarning yadrolari va disklar ishlab chiqariladi. Ular tabiatda uchraydigan temir oksidlaridir.
Qiziqarli faktlar
Qiziqish - bu ferromagnitlarni elektr mashinalarida, shuningdek, qattiq diskda yozish texnologiyasidan foydalanish. Zamonaviy tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, ma'lum haroratlarda ba'zi ferromagnitlar paramagnit xususiyatlarga ega bo'lishi mumkin. Shuning uchun bu moddalar yaxshi tushunilmagan deb hisoblanadi va fiziklar uchun alohida qiziqish uyg'otadi.
Poʻlat yadro oqim kuchini oʻzgartirmasdan magnit maydonni bir necha marta oshirishga qodir.
Ferromagnitlardan foydalanish elektr energiyasini sezilarli darajada tejash imkonini beradi. Shuning uchun generatorlar, transformatorlar, elektr motorlar yadrolari uchun ferromagnit xususiyatlarga ega materiallar ishlatiladi.
Magnit histerezis
Bu magnit maydon kuchi va magnitlanish vektorining tashqi maydonga bog'liqligi hodisasi. Bu xususiyat ferromagnitlarda, shuningdek, temir, nikel, kob altdan tayyorlangan qotishmalarda namoyon bo'ladi. Xuddi shunday hodisa nafaqat maydonning yo'nalishi va kattaligi o'zgarganda, balki uning aylanishida ham kuzatiladi.
O'tkazuvchanlik
Magnit o'tkazuvchanlik - ma'lum bir muhitdagi induksiyaning vakuumdagiga nisbatini ko'rsatadigan fizik miqdor. Agar modda o'zining magnit maydonini yaratsa, u magnitlangan deb hisoblanadi. Amper gipotezasiga ko'ra, xossalarning qiymati atomdagi "erkin" elektronlarning orbital harakatiga bog'liq.
Gsterezis halqasi - tashqi maydonda joylashgan ferromagnit magnitlanish hajmining o'zgarishining induksiya hajmining o'zgarishiga bog'liqligi egri chizig'i. Ishlatilgan korpusni to'liq magnitsizlantirish uchun tashqi magnit maydon yo'nalishini o'zgartirishingiz kerak.
Magnit induksiyaning ma'lum bir qiymatida, ya'ni majburiy kuch deb ataladigan bo'lsa, namunaning magnitlanishi nolga aylanadi.
Bu histerezis halqasining shakli va majburlash kuchining kattaligi moddaning qisman magnitlanishni saqlab turish qobiliyatini aniqlaydi, ferromagnitlarning keng qo'llanilishini tushuntiradi. Qisqacha aytganda, keng histerezisli pastadirli qattiq ferromagnitlarni qo'llash sohalari yuqorida tavsiflangan. Volfram, uglerod, alyuminiy, xromli po'latlar katta majburlash kuchiga ega, shuning uchun ular asosida turli shakldagi doimiy magnitlar yaratilgan: tasma, taqa.
Kichik majburlash kuchiga ega yumshoq materiallar orasida biz temir rudalarini, shuningdek, temir-nikel qotishmalarini qayd etamiz.
Ferromagnitlarning magnitlanishini teskari aylantirish jarayoni spontan magnitlanish mintaqasining o'zgarishi bilan bog'liq. Buning uchun tashqi maydon tomonidan bajarilgan ishlardan foydalaniladi. Miqdoribu holda hosil bo'ladigan issiqlik histerezis halqasining maydoniga proportsionaldir.
Xulosa
Hozirda texnologiyaning barcha sohalarida ferromagnit xossalarga ega boʻlgan moddalar faol qoʻllanilmoqda. Energiya resurslarini sezilarli darajada tejashdan tashqari, bunday moddalardan foydalanish texnologik jarayonlarni soddalashtirishi mumkin.
Masalan, kuchli doimiy magnitlar bilan qurollangan holda siz transport vositalarini yaratish jarayonini ancha soddalashtirishingiz mumkin. Hozirda mahalliy va xorijiy avtomobil zavodlarida qoʻllanilayotgan kuchli elektromagnitlar eng koʻp mehnat talab qiladigan texnologik jarayonlarni toʻliq avtomatlashtirish, shuningdek, yangi avtomobillarni yigʻish jarayonini sezilarli darajada tezlashtirish imkonini beradi.
Radiotexnikada ferromagnitlar eng yuqori sifat va aniqlikdagi qurilmalarni olish imkonini beradi.
Olimlar tibbiyot va elektronikada qoʻllash uchun mos boʻlgan magnit nanozarrachalarni ishlab chiqarishning bir bosqichli usulini yaratishga muvaffaq boʻlishdi.
Eng yaxshi tadqiqot laboratoriyalarida olib borilgan koʻplab tadqiqotlar natijasida yupqa oltin qatlami bilan qoplangan kob alt va temir nanozarrachalarining magnit xususiyatlarini aniqlash mumkin boʻldi. Ularning saratonga qarshi dori vositalari yoki radionuklid atomlarini inson tanasining o‘ng qismiga o‘tkazish va magnit-rezonans tasvirlarining kontrastini oshirish qobiliyati allaqachon tasdiqlangan.
Bundan tashqari, bunday zarralar magnit xotira qurilmalarini yangilash uchun ishlatilishi mumkin, bu innovatsion qurilma yaratishda yangi qadam bo'ladi.tibbiy texnologiya.
Rossiyalik olimlar guruhi yaxshilangan magnit xususiyatlariga ega materiallarni yaratish uchun mos bo'lgan kombinatsiyalangan kob alt-temir nanozarrachalarini olish uchun xloridlarning suvli eritmalarini kamaytirish usulini ishlab chiqish va sinovdan o'tkazishga muvaffaq bo'ldi. Olimlar tomonidan olib borilgan barcha tadqiqotlar moddalarning ferromagnit xususiyatlarini yaxshilashga, ishlab chiqarishda ulardan foydalanish foizini oshirishga qaratilgan.
