Hva er en Ferromagnet?

Ferromagnetiske materialer er vanligvis basert på elementjern og representerer en av de tre typene magnetisme som finnes i naturen, forskjellig fra diamagnetisme og paramagnetisme.De primære egenskapene til ferromagneter er at de viser et naturlig magnetfelt i fravær av at dette først ble pålagt stoffet av en ekstern magnetfeltkilde, og feltet er for enhver hensikt permanent.Diamagnetiske materialer viser derimot et svakt, indusert magnetfelt som er rett motsatt av det som er til stede i jern.Paramagnetiske materialer inkluderer aluminium- og platinametaller, som kan induseres til også å ha et lite magnetfelt, men mister raskt effekten når det induserende feltet fjernes.

Det vanligste materialet som viser ferromagnetiske egenskaper er jern, og denne kvalitetenhar vært kjent i over 2000 år.Andre sjeldne jordarter kan også utvise ferromagnetisme, som gadolinium og dysprosium.Metaller som fungerer som ferromagnetiske legeringer inkluderer kobolt legert med samariam eller neodym.Disse domenene er sterkt magnetiske, men likevel tilfeldig spredt gjennom hoveddelen av et materiale i seg selv, noe som gir det en generell svak eller nøytral naturlig magnetisme.Ved å ta slike naturlig magnetiske felt og utsette dem for en ekstern magnetisk kilde, vil domenene i seg selv justere seg og materialet vil beholde et ensartet, sterkt og varig magnetfelt.Denne økningen i den generelle magnetismen til et stoff er kjent som relativ permeabilitet.Jern- og sjeldne jordens evne til å beholde denne justeringen av domener og generell magnetisme er kjent som hysterese.

Mens en ferromagnet beholder sitt felt når det induserende magnetfeltet fjernes, blir den bare beholdt ved en brøkdel av den opprinnelige styrken over tid.Dette er kjent som remanence.Remanence er viktig for å beregne styrken til permanente magneter basert på ferromagnetisme, der de brukes i industrielle og forbrukerenheter.

En annen begrensning av alle Ferromagnet -enheter er at egenskapen til magnetisme er fullstendig tapt ved et visst temperaturområde kjent som curie -temperaturen.Når Curie -temperaturen overskrides for en ferromagnet, bytter dens egenskaper til en paramagnet.Curie -loven om paramagnetisk mottakelighet bruker Langevin -funksjonen for å beregne endringen i ferromagnetisk for paramagnetiske egenskaper i kjente materialkomposisjoner.Endringen fra en tilstand til en annen følger en forutsigbar, stigende, parabolformet kurve når temperaturen øker.Denne tendensen til ferromagnetisme til å svekke seg og til slutt forsvinne når temperaturen øker er kjent som termisk omrøring.

Den elektriske brummen som høres i en transformator uten bevegelige deler skyldes bruken av en ferromagnet, og er kjent som magnetostostrikasjon.Dette er et svar fra Ferromagnet på det induserte magnetfeltet som er opprettet av elektrisk strøm matet til transformatoren.Dette induserte magnetfeltet fører til at det naturlige magnetfeltet i stoffet endrer retning for å samkjøre med det påførte feltet.Det er en mekanisk respons i transformatoren til vekselstrøm (AC), som veksler vanligvis i 60 Hertz -sykluser, eller 60 ganger per sekund.

Avansert forskning ved bruk av Ferromagnet -egenskaper har flere spennende potensielle applikasjoner.I astronomi blir en ferromagnetisk væske designet som en form for flytende speil som kan være jevnere enn glassspeil og skapt til en brøkdel av kostnadene for teleskoper og romprober.Speilformen kan også endres ved å sykle magnetiske feltaktuatorer på en kilohertz -syklus.

Ferromagnetisme har også blitt oppdaget i samsvar med superledelse i pågående forskning utført i 2011. En nikkel og bismutforbindelse, Bi

3

Ni, konstruert i nanometerskalaen, eller en milliard av en meter, viser egenskaper som er forskjellige fra den samme forbindelsen i større prøver.Materielle egenskaper i denne skalaen er unike, ettersom ferromagnetisme vanligvis avbryter superledelse, og dens potensielle bruk blir fremdeles utforsket.

Tysk forskning på halvledere bygget på en ferromagnet involverer den sammensatte gallium manganarsen, gamnas.Denne forbindelsen er kjent for å ha den høyeste curietemperaturen til en hvilken som helst Ferromagnet halvleder, av 212 deg;Fahrenheit (100 deg; Celsius).Slike forbindelser blir undersøkt som et middel til dynamisk innstilling av den elektriske ledningsevnen til superledere.