Wat is een ferromagneet?

Ferromagnetische materialen zijn meestal gebaseerd op het element -ijzer en vertegenwoordigen een van de drie soorten magnetisme die in de natuur worden gevonden, verschillend van diamagnetisme en paramagnetisme.De primaire kenmerken van ferromagneten zijn dat ze een natuurlijk magnetisch veld vertonen in afwezigheid van dit eerste dat aan de stof wordt opgelegd door een externe magnetische veldbron, en het veld is voor alle doeleinden permanent.Diamagnetische materialen vertonen daarentegen een zwak, geïnduceerd magnetisch veld dat direct tegengesteld is aan het aanwezige in ijzer.Paramagnetische materialen omvatten aluminium en platinametalen, die kunnen worden geïnduceerd om ook een licht magnetisch veld te hebben, maar snel het effect verliezen wanneer het inducerende veld wordt verwijderd.

Het meest voorkomende materiaal in de natuur dat ferromagnetische eigenschappen vertoont, is ijzer en deze kwaliteit isis al meer dan 2000 jaar bekend.Andere zeldzame aardes kunnen ook ferromagnetisme vertonen, zoals gadolinium en dysprosium.Metalen die fungeren als ferromagnetische legeringen omvatten kobaltgelegeerd met samariam of neodymium.

Het magnetische veld in een ferromagneet is gecentreerd in atomaire gebieden waar elektronenspins worden uitgelijnd parallel aan elkaar, bekend als domeinen.Deze domeinen zijn sterk magnetisch, maar willekeurig verspreid over het grootste deel van een materiaal zelf, wat het een algehele zwak of neutraal natuurlijk magnetisme geeft.Door zulke van nature magnetische velden te nemen en deze bloot te stellen aan een externe magnetische bron, zullen de domeinen zelf uitlijnen en het materiaal behouden een uniform, sterk en duurzaam magnetisch veld.Deze toename van het algemene magnetisme van een stof staat bekend als relatieve permeabiliteit.Het vermogen van ijzer en zeldzame aardes om deze uitlijning van domeinen en algemeen magnetisme te behouden, staat bekend als hysterese.

Terwijl een ferromagneet zijn veld behoudt wanneer het inducerende magnetische veld wordt verwijderd, wordt het alleen vastgehouden bij een fractie van de oorspronkelijke sterkte in de tijd in de tijd.Dit staat bekend als Remanentie.Remanentie is belangrijk bij het berekenen van de sterkte van permanente magneten op basis van ferromagnetisme, waar ze worden gebruikt in industriële en consumentenapparaten.

Een andere beperking van alle ferromagnet -apparaten is dat de eigenschap van magnetisme volledig verloren gaat bij een bepaald temperatuurbereik dat bekend staat als de Curie -temperatuur.Wanneer de Curie -temperatuur wordt overschreden voor een ferromagneet, schakelen de eigenschappen over naar die van een paramagnet.De Curie -wet van paramagnetische gevoeligheid gebruikt de Langevin -functie om de verandering in ferromagnetische in paramagnetische eigenschappen in bekende materiaalsamenstellingen te berekenen.De verandering van de ene toestand naar de andere volgt een voorspelbare, stijgende, parabolische kromme naarmate de temperatuur toeneemt.Deze neiging tot ferromagnetisme om te verzwakken en uiteindelijk te verdwijnen naarmate de temperatuur toeneemt, staat bekend als thermische agitatie.

De elektrische gebrom die worden gehoord in een transformator zonder bewegende delen is te wijten aan het gebruik van een ferromagneet en staat bekend als magnetostictie.Dit is een reactie van de ferromagneet op het geïnduceerde magnetische veld gecreëerd door elektrische stroom die aan de transformator wordt gevoerd.Dit geïnduceerde magnetische veld zorgt ervoor dat het natuurlijke magnetische veld van de stof enigszins van richting verandert om uit te lijnen met het uitgeoefende veld.Het is een mechanische respons in de transformator op wisselstroom (AC), die meestal wisselt in 60 Hertz -cycli, of 60 keer per seconde.

Geavanceerd onderzoek met behulp van Ferromagnet -eigenschappen heeft verschillende opwindende potentiële toepassingen.In de astronomie wordt een ferromagnetische vloeistof ontworpen als een vorm van vloeibare spiegel die soepeler kan zijn dan glazen spiegels en gecreëerd met een fractie van de kosten voor telescopen en ruimtesondes.De spiegelvorm kan ook worden veranderd door fietsend magnetische veldactuatoren in één kilohertz -cycli.

_{Ferromagnetisme is ook ontdekt in overleg met supergeleiding in doorlopend onderzoek uitgevoerd in 2011. Een nikkel- en bismut -compound, bi} 3 ni ni, ontworpen op de nanometerschaal of een miljardste van een meter, vertoont eigenschappen die verschillen van die van dezelfde verbinding in grotere monsters.Materiaaleigenschappen op deze schaal zijn uniek, omdat ferromagnetisme meestal supergeleidingstoestellen annuleert en het potentiële gebruik ervan nog steeds wordt onderzocht.

Duits onderzoek naar halfgeleiders gebouwd op een ferromagneet omvat het samengestelde Gallium -mangaan -arseen arseen, gamnas.Van deze verbinding is bekend dat het de hoogste Curie -temperatuur heeft van elke ferromagnet -halfgeleider, van 212 deg;Fahrenheit (100 deg; Celsius).Dergelijke verbindingen worden onderzocht als een middel om de elektrische geleidbaarheid van supergeleiders dynamisch af te stemmen.