Apa itu Ferromagnet?

Bahan ferromagnetik biasanya didasarkan pada besi elemen dan mewakili salah satu dari tiga jenis magnet yang ditemukan di alam, berbeda dari diamagnetisme dan paramagnetisme.Fitur utama ferromagnet adalah bahwa mereka menunjukkan medan magnet alami tanpa adanya ini yang pertama dikenakan pada zat tersebut oleh sumber medan magnet eksternal, dan medan ini, untuk semua maksud dan tujuan, permanen.Bahan diamagnetik, sebaliknya, menampilkan medan magnet yang lemah dan terinduksi yang secara langsung berlawanan dengan yang ada dalam besi.Bahan paramagnetik termasuk aluminium dan logam platinum, yang dapat diinduksi juga memiliki sedikit medan magnet, tetapi dengan cepat kehilangan efek ketika medan penginduksi dihilangkan.

Bahan yang paling umum di alam yang menunjukkan sifat feromagnetik adalah besi, dan kualitas initelah dikenal selama lebih dari 2.000 tahun.Bumi jarang lainnya juga dapat menunjukkan ferromagnetisme, seperti gadolinium dan disprosium.Logam yang bertindak sebagai paduan feromagnetik termasuk kobalt yang paduan dengan samariam atau neodymium.

Medan magnet dalam ferromagnet berpusat di daerah atom di mana spin elektron selaras sejajar satu sama lain, dikenal sebagai domain.Domain -domain ini sangat magnetis, namun tersebar secara acak di seluruh sebagian besar material itu sendiri, yang memberikan magnet alami yang lemah atau netral secara keseluruhan.Dengan mengambil medan magnet alami seperti itu dan mengeksposnya ke sumber magnetik eksternal, domain itu sendiri akan sejajar dan bahan akan mempertahankan medan magnet yang seragam, kuat dan bertahan lama.Peningkatan magnet umum suatu zat ini dikenal sebagai permeabilitas relatif.Kemampuan besi dan tanah jarang untuk mempertahankan penyelarasan domain dan magnet umum ini dikenal sebagai histeresis.

Sementara feromagnet mempertahankan medannya ketika medan magnet yang diinduksi dihilangkan, hanya dipertahankan pada sebagian kecil dari kekuatan asli dari waktu ke waktu.Ini dikenal sebagai Remanence.Remanensi penting dalam menghitung kekuatan magnet permanen berdasarkan feromagnetisme, di mana mereka digunakan dalam perangkat industri dan konsumen.

Keterbatasan lain dari semua perangkat Ferromagnet adalah bahwa sifat magnetisme benar -benar hilang pada kisaran suhu tertentu yang dikenal sebagai suhu Curie.Ketika suhu Curie terlampaui untuk ferromagnet, sifat -sifatnya beralih ke paramagnet.Hukum Curie dari kerentanan paramagnetik menggunakan fungsi Langevin untuk menghitung perubahan feromagnetik ke sifat paramagnetik dalam komposisi material yang diketahui.Perubahan dari satu keadaan ke negara lain mengikuti kurva berbentuk parabola yang dapat diprediksi, naik, seiring meningkatnya suhu.Kecenderungan feromagnetisme ini melemah dan akhirnya menghilang karena peningkatan suhu dikenal sebagai agitasi termal.

Hutan listrik yang didengar dalam transformator tanpa bagian yang bergerak disebabkan oleh pemanfaatan feromagnet, dan dikenal sebagai magnetostriksi.Ini adalah respons oleh ferromagnet ke medan magnet yang diinduksi yang dibuat oleh arus listrik yang diumpankan ke transformator.Medan magnet yang diinduksi ini menyebabkan medan magnet alami zat mengubah arah sedikit untuk menyelaraskan dengan medan yang diterapkan.Ini adalah respons mekanis dalam transformator ke arus bolak -balik (AC), yang biasanya dalam 60 siklus hertz, atau 60 kali per detik.

Penelitian lanjutan menggunakan properti ferromagnet memiliki beberapa aplikasi potensial yang menarik.Dalam astronomi, cairan feromagnetik dirancang sebagai bentuk cermin cair yang bisa lebih halus dari cermin kaca dan dibuat dengan sebagian kecil dari biaya untuk teleskop dan probe ruang angkasa.Bentuk cermin juga dapat diubah dengan bersepeda aktuator medan magnet pada satu kilohertz siklus.

Ferromagnetisme juga telah ditemukan bersamaan dengan superkonduktivitas dalam penelitian yang sedang berlangsung yang dilakukan pada tahun 2011. Senyawa nikel dan bismut, Bi ₃ Ni, direkayasa pada skala nanometer, atau satu miliar meter, menunjukkan sifat yang berbeda dari senyawa yang sama dalam sampel yang lebih besar.Sifat material pada skala ini unik, karena feromagnetisme biasanya membatalkan superkonduktivitas, dan potensi penggunaannya masih dieksplorasi.

Penelitian Jerman ke dalam semikonduktor yang dibangun di atas ferromagnet melibatkan arsenik gallium mangan senyawa, GAMNA.Senyawa ini diketahui memiliki suhu curie tertinggi dari semikonduktor ferromagnet, 212 deg;Fahrenheit (100 deg; Celcius).Senyawa semacam itu sedang diteliti sebagai sarana untuk menyetel konduktivitas listrik superkonduktor secara dinamis.