Was ist ein Ferromagnet?

Ferromagnetische Materialien basieren normalerweise auf dem Element -Eisen und stellen eine der drei in der Natur vorkommenden Magnetismus dar, unterscheidet sich von Diamagnetismus und Paramagnetismus.Die primären Merkmale von Ferromagneten sind, dass sie ein natürliches Magnetfeld aufweisen, wenn dieser erste der Substanz durch eine externe Magnetfeldquelle auferlegt wird, und das Feld ist in jeder Hinsicht dauerhaft.Im Gegensatz dazu weisen diamagnetische Materialien ein schwaches, induziertes Magnetfeld auf, das direkt dem in Eisen vorhandenen vorhanden ist.Zu den paramagnetischen Materialien gehören Aluminium- und Platinmetalle, die auch ein leichtes Magnetfeld haben können, aber schnell den Effekt verlieren, wenn das Induktionsfeld entfernt wird.

Das häufigste Material in der Natur, das ferromagnetische Eigenschaften aufweist, ist Eisen und diese Qualität und diese Qualitätist seit über 2.000 Jahren bekannt.Andere seltene Erden können auch Ferromagnetismus wie Gadolinium und Dyprosium aufweisen.Metalle, die als ferromagnetische Legierungen fungieren, umfassen Kobaltlegierung mit Samariam oder Neodym.

Das Magnetfeld in einem Ferromagnet ist in atomaren Regionen zentriert, in denen die Elektronenspins parallel miteinander, bekannt als Domänen, ausgerichtet sind.Diese Domänen sind stark magnetisch, aber zufällig über den Großteil eines Materials selbst verteilt, was ihm einen insgesamt schwachen oder neutralen natürlichen Magnetismus verleiht.Durch die Einnahme solcher natürlicher Magnetfelder und auszusetzen und einer externen magnetischen Quelle auszusetzen, werden sich die Domänen selbst ausrichten und das Material behält ein einheitliches, starkes und dauerhaftes Magnetfeld.Diese Zunahme des allgemeinen Magnetismus einer Substanz wird als relative Permeabilität bezeichnet.Die Fähigkeit von Eisen und Seltenen erden, diese Ausrichtung von Domänen zu behalten, und der allgemeine Magnetismus wird als Hysterese bezeichnet.

Während ein Ferromagnet sein Feld beibehält, wenn das induzierende Magnetfeld entfernt ist.Dies ist als Remanenz bekannt.Die Remanenz ist wichtig für die Berechnung der Stärke von permanenten Magneten auf der Grundlage des Ferromagnetismus, wo sie in Industrie- und Verbrauchergeräten eingesetzt werden.

Eine weitere Einschränkung aller Ferromagnet -Geräte besteht darin, dass die Eigenschaft des Magnetismus bei einem bestimmten Temperaturbereich, der als Curie -Temperatur bekannt ist, vollständig verloren geht.Wenn die Curie -Temperatur für ein Ferromagnet überschritten wird, wechseln die Eigenschaften auf die eines Paramagneten.Das Curie -Gesetz der paramagnetischen Empfindlichkeit verwendet die Langevin -Funktion, um die Änderung der ferromagnetischen zu paramagnetischen Eigenschaften in bekannten Materialzusammensetzungen zu berechnen.Die Veränderung von einem Zustand zum anderen folgt einer vorhersehbaren, steigenden, parabolischen Kurve mit zunehmendem Temperatur.Diese Tendenz, dass der Ferromagnetismus schwächer und schließlich verschwindet, wird als Temperaturerhöhung als thermische Agitation bezeichnet.

Das elektrische Hum, das in einem Transformator ohne bewegliche Teile zu hören ist, ist auf die Verwendung eines Ferromagnets zurückzuführen und ist als Magnetostraktion bekannt.Dies ist eine Reaktion des Ferromagnet auf das induzierte Magnetfeld, das durch elektrischen Strom erzeugt wird, der dem Transformator gespeist wird.Dieses induzierte Magnetfeld führt dazu, dass das natürliche Magnetfeld der Substanz die Richtung leicht ändert, um sich mit dem angelegten Feld auszurichten.Es handelt sich um eine mechanische Reaktion im Transformator zum Wechselstrom (AC), der normalerweise in 60 HERTZ -Zyklen oder 60 -mal pro Sekunde wechselt.In der Astronomie wird eine ferromagnetische Flüssigkeit als eine Form des Flüssigkeitsspiegels entwickelt, die glatter sein kann als Glasspiegel und zu einem Bruchteil der Kosten für Teleskope und Raumsonden.Die Spiegelform könnte auch durch Radsportmagnetfeldaktuatoren in einem Kilohertz -Zyklen verändert werden.

Ferromagnetismus wurde auch zusammen mit Superkontrolle in laufenden Forschungsarbeiten entdeckt. Eine Nickel- und Wismut -Verbindung, bi

3

Ni, auf der Nanometer-Skala oder ein Milliarden Meter konstruiert, zeigt Eigenschaften, die sich in größeren Proben von der derselben Verbindung unterscheiden.Materialeigenschaften in dieser Größenordnung sind einzigartig, da der Ferromagnetismus normalerweise die Superkonformität abbricht und seine potenziellen Verwendungszwecke noch untersucht werden.Es ist bekannt, dass diese Verbindung die höchste Curie -Temperatur eines Ferromagnet -Halbleiters von 212 Deg hat;Fahrenheit (100 deg; Celsius).Solche Verbindungen werden untersucht, um die elektrische Leitfähigkeit von Supraleitern dynamisch zu stimmen.