Terdapat pelbagai jenis bahan & juga bahan yang terdiri daripada zarah bercas: seperti; elektron dan proton. Bahan ini boleh menunjukkan beberapa jenis sifat magnet apabila ia dimagnetkan oleh medan magnet luar yang dikenali sebagai bahan magnet. Bahan-bahan ini mempunyai momen magnet teraruh atau kekal dalam medan magnet. Untuk mengkaji sifat magnet bahan-bahan ini, biasanya, bahan tersebut terletak dalam medan magnet piawai, kemudian medan magnet diubah. Dalam teknologi moden, bahan ini memainkan peranan penting dan ini adalah komponen penting untuk transformer , motor dan penjana. Artikel ini memberikan maklumat ringkas tentang bahan magnet .
Apakah Bahan Magnet?
Bahan yang dimagnetkan kepada medan magnet yang digunakan secara luaran dikenali sebagai bahan magnet. Bahan-bahan ini juga memperoleh kemagnetan apabila ia tertarik kepada magnet. Contoh bahan ini ialah; Besi, Kobalt & Nikel.
Bahan-bahan ini dikategorikan kepada bahan keras magnetik (atau) lembut secara magnetik.
Bahan keras secara magnetik dimagnetkan melalui medan magnet luar yang sangat kuat yang dihasilkan oleh elektromagnet. Bahan-bahan ini digunakan terutamanya untuk mencipta magnet kekal yang diperbuat daripada aloi yang biasanya terdiri daripada unsur besi, nikel, aluminium, kobalt & nadir bumi yang boleh diubah seperti samarium, neodymium & dysprosium.
Bahan lembut magnet sangat mudah dimagnetkan walaupun kemagnetan teraruh bersifat sementara. Sebagai contoh, jika anda mengusap magnet kekal dengan pemutar skru atau paku, maka ia akan menjadi magnet buat sementara waktu & akan menjana medan magnetnya yang lemah kerana sejumlah besar besi. atom dijajarkan sementara dalam arah yang sama melalui medan magnet luar.
Hartanah
Sifat bahan magnetik adalah salah satu konsep fizik yang paling asas. Jadi, sifat-sifat terutamanya termasuk; paramagnetisme, feromagnetisme, dan antiferromagnetisme yang dibincangkan di bawah.
Paramagnetisme adalah sejenis kemagnetan di mana sesetengah bahan tertarik dengan lemah oleh medan magnet yang digunakan secara luaran. Ia membentuk medan magnet dalaman dan teraruh dalam arah medan magnet yang digunakan. Dalam paramagnetisme, elektron yang tidak berpasangan disusun secara rawak.
Ferromagnetisme ialah fenomena di mana bahan seperti besi menjadi magnet & kekal bermagnet dalam medan magnet luaran untuk peringkat itu. Dalam feromagnetisme, elektron yang tidak berpasangan semuanya bersambung.
Antiferromagnetisme ialah sejenis susunan magnet yang berlaku terutamanya apabila momen magnet atom (atau) ion bersebelahan sejajar dalam arah songsang dan menghasilkan momen magnet bersih sifar. Jadi tingkah laku ini adalah terutamanya kerana interaksi pertukaran antara ion atau atom jiran, yang membantu penjajaran antiselari untuk mengurangkan tenaga sistem. Biasanya, bahan Antiferromagnetik mempamerkan susunan magnet di bawah suhu tertentu yang dikenali sebagai; Suhu Néel. Bahan yang melebihi suhu ini akan menjadi paramagnet dan ia kehilangan sifat antiferromagnetiknya.
Bagaimana Bahan Magnet Berfungsi?
Bahan-bahan ini mempunyai kawasan kecil di mana momen magnet boleh diarahkan dalam arah tertentu yang dipanggil domain magnet yang bertanggungjawab terutamanya untuk prestasi eksklusif bahan. Tenaga lengkap bahan boleh disumbangkan hanya oleh tenaga anisotropi, tenaga pertukaran & tenaga magnetostatik. Apabila saiz bahan magnet dikurangkan, maka ia meningkatkan pelbagai domain dalam bahan. Oleh itu, disebabkan pengurangan dalam tenaga magneto-statik, lebih banyak dinding domain akan meningkatkan tenaga pertukaran & anisotropi. Oleh itu, saiz domain akan menentukan sifat bahan magnetik.
Momen magnet tidak stabil untuk sesetengah bahan yang mempunyai diameter zarah yang lebih kecil berbanding dengan diameter superparamagnetisme kritikal. Apabila diameter zarah berada di antara diameter kritikal superparamagnetisme & domain tunggal, maka momen magnet akan menjadi stabil.
Jenis Bahan Magnet
Terdapat pelbagai jenis bahan magnet yang terdapat di pasaran yang dibincangkan di bawah.
Bahan Paramagnet
Bahan-bahan ini tidak tertarik dengan kuat kepada magnet seperti; timah magnesium, aluminium, dan banyak lagi. Bahan-bahan ini mempunyai kebolehtelapan relatif yang kecil tetapi positif seperti kebolehtelapan aluminium ialah: 1.00000065. Bahan-bahan ini hanya dimagnetkan apabila ia terletak pada medan magnet yang sangat kuat & ia berfungsi dalam arah medan magnet.
Apabila medan magnet yang kuat disediakan secara luaran, maka dipol magnet kekal menyesuaikannya menjadi selari sendiri untuk medan magnet yang digunakan & meningkat kepada kemagnetan positif. Jika orientasi dipol selari dengan medan magnet yang digunakan tidak lengkap, maka kemagnetan adalah sangat kecil.
Bahan Diamagnet
Bahan-bahan ini ditolak melalui magnet seperti merkuri, zink, plumbum, kayu, tembaga, perak, sulfur, bismut, dll dipanggil bahan diamagnetik. Bahan-bahan ini mempunyai sedikit di bawah satu kebolehtelapan. Sebagai contoh, kebolehtelapan bahan kuprum ialah 0.000005, bahan bismut ialah 0.00083 & bahan kayu ialah 0.9999995.
Apabila bahan-bahan ini terletak dalam medan magnet yang sangat kuat, maka bahan-bahan ini akan dimagnetkan sedikit & bertindak dalam arah yang bertentangan dengan medan magnet yang digunakan. Dalam jenis bahan ini, terdapat dua medan magnet yang agak lemah disebabkan oleh revolusi orbit & putaran paksi elektron di sekeliling nukleus.
Bahan Ferromagnetik
Jenis bahan ini yang tertarik dengan kuat melalui medan magnet dipanggil bahan feromagnetik. Contoh bahan ini ialah; nikel, besi, kobalt, keluli, dll. Bahan-bahan ini mempunyai kebolehtelapan yang sangat tinggi yang berjulat dari beberapa ratus hingga ribuan.
Dipol magnet dalam bahan ini hanya disusun ke dalam domain yang berbeza di mana sahaja susunan dipol individu sempurna dengan ketara dan yang boleh menjana medan magnet yang kuat. Biasanya, domain ini disusun secara rawak & setiap medan magnet domain dibatalkan melalui yang lain dan keseluruhan bahan tidak menunjukkan kelakuan magnet.
Apabila medan magnet luaran diberikan kepada bahan-bahan ini, maka domain akan mengorientasikan semula diri mereka untuk menyokong medan luaran & menjana medan magnet dalaman yang sangat kuat. Dengan penolakan medan luaran, kebanyakan domain menunggu & terus bersekutu dalam arah medan magnet.
Oleh itu, medan magnet bahan-bahan ini berterusan walaupun apabila medan luaran berlepas. Jadi sifat utama ini digunakan untuk menghasilkan magnet Kekal yang kita gunakan setiap hari. Bahan yang digunakan untuk membuat magnet kekal biasanya sangat feromagnetik seperti Besi, nikel, neodymium, kobalt, dll.
Sila rujuk pautan ini untuk Bahan Ferromagnetik .
Bahan Mentah Magnet
Biasanya, magnet kekal di seluruh dunia dibuat dengan jenis bahan yang berbeza dan setiap bahan mempunyai ciri yang berbeza. Bahan-bahan ini terutamanya termasuk; alnico, getah lentur, ferit, samarium kobalt & neodymium yang dibincangkan di bawah.
ferit
Kumpulan khas bahan feromagnetik yang menduduki kedudukan tengah antara bahan feromagnetik & bukan feromagnetik dikenali sebagai ferit. Bahan ini mempunyai zarah bahan feromagnetik halus yang mempunyai kebolehtelapan tinggi & dipegang bersama melalui resin pengikat. Dalam ferit, kemagnetan yang dihasilkan adalah sangat mencukupi walaupun ketepuan magnetnya tidak tinggi seperti bahan feromagnetik.
Bahan-bahan ini tidak mahal untuk dijana yang berkaitan dengan kekuatan magnetnya. Ini adalah jauh lebih lemah berbanding dengan bahan nadir bumi tetapi ia masih digunakan secara meluas dalam beberapa aplikasi komersial. Bahan ini mempunyai kekuatan seperti rintangan kakisan & penyahmagnetan.
Neodymium
Neodymium ialah unsur nadir bumi ((Nd) dan nombor atomnya ialah 60 Ia ditemui pada tahun 1885 oleh ahli kimia Austria iaitu; Carl Auer von Welsbach. Bahan ini dicampur melalui boron, besi, dan juga kesan unsur-unsur lain. seperti; praseodymium & dysprosium untuk menjana aloi feromagnetik yang dipanggil Nd2Fe14b yang merupakan bahan magnet yang paling kuat. Magnet neodymium menggantikan jenis bahan lain dalam beberapa peralatan komersil perindustrian & moden.
Alnico
Akronim aluminium, nikel & kobalt ialah 'alnico' di mana tiga elemen utama ini digunakan kebanyakannya dalam mencipta bahan magnet alnico. Magnet ini adalah magnet kekal yang sangat kuat berbanding dengan magnet nadir bumi. Magnet alnico boleh digantikan dengan magnet kekal di dalamnya motor , pembesar suara & penjana.
Samarium Kobalt
Magnet ini hanya dibangunkan oleh Makmal Bahan Tentera Udara A.S. pada awal 1970-an. Samarium cobalt atau SmCo ialah bahan magnet yang dibuat dengan aloi unsur bumi yang luar biasa seperti; samarium, kobalt logam keras, kesan besi, hafnium, kuprum, praseodymium & zirkonium. Magnet kobalt samarium ialah magnet nadir bumi seperti neodymium kerana samarium ialah unsur unsur kumpulan nadir bumi yang serupa seperti neodymium.
Bahan Magnet Vs Bahan Bukan Magnet
Perbezaan antara kedua-dua bahan ini dibincangkan di bawah.
| Bahan Magnet | Bahan Bukan Magnet |
| Bahan yang ditarik oleh magnet dikenali sebagai bahan magnet. | Bahan yang tidak ditarik oleh magnet dikenali sebagai bahan bukan magnet. |
| Contoh bahan ini ialah; besi, kobalt & nikel. | Contoh bahan ini ialah;, plastik, getah, bulu, keluli tahan karat, kertas, mika, perak, emas, kulit, dsb. |
| Keadaan magnet bahan-bahan ini boleh digabungkan sama ada dalam susunan anti-selari atau selari dengan itu ia boleh bertindak balas kepada medan magnet apabila ia berada dalam kawalan medan magnet luar. | Keadaan magnet bahan-bahan ini boleh diatur secara sembarangan, oleh itu, pergerakan magnet domain ini dibatalkan. Oleh itu, mereka tidak bertindak balas kepada medan magnet. |
| Bahan-bahan ini membantu membuat magnet kekal kerana ia boleh dimagnetkan dengan mudah melalui magnet. | Bahan-bahan ini tidak boleh dimagnetkan melalui magnet. Jadi, ia tidak boleh bertukar menjadi bahan bermagnet. |
Perbandingan
Perbandingan antara bahan magnet yang berbeza dibincangkan di bawah.
| Jenis Bahan | Komposisi | Suhu Operasi Maksimum | Pekali Suhu | Ketumpatan g/cm^3 |
| ferit | Oksida besi dan bahan seramik. | 180 oC | -0.02% | 5g / cm^3 |
| Neodymium | Terutamanya Neodymium, boron & besi. | 80 oC | 0.11% | 7.4g / cm^3 |
| Alnico | Terutamanya nikel, aluminium, besi & kobalt. | 500 oC | -0.2% | 7.3g / cm^3 |
| Getah Magnet | Kuasa Barium/Strontium & PVC atau Getah Sintetik. | 50 oC | 0.2% | 3. 5 g / cm^3 |
| Samarium Kobalt | Terutamanya Samarium & Kobalt | 350 oC | 0.11% | 8. 4 g / cm^3 |
Aplikasi
The aplikasi bahan magnetik termasuk yang berikut.
- Ini digunakan untuk mencipta dan mengagihkan elektrik dalam peralatan yang menggunakan elektrik.
- Ia digunakan untuk penyimpanan data pada audio, pita video & cakera komputer.
- Bahan-bahan ini digunakan secara meluas dalam kehidupan, pengeluaran, sains & teknologi pertahanan negara.
- Ini digunakan dalam pembuatan transformer & motor berbeza dalam teknologi kuasa, komponen magnet & tiub gelombang mikro yang berbeza dalam teknologi elektronik, penguat & penapis dalam teknologi komunikasi, senapang elektromagnet, perkakas rumah & lombong magnet dalam teknologi pertahanan negara.
- Ini digunakan secara meluas dalam penerokaan mineral & geologi, penerokaan lautan & teknologi baharu dalam tenaga, maklumat, angkasa & biologi.
- Bahan ini memainkan peranan penting dalam bidang teknologi elektronik & bidang sains & teknologi lain.
- Ini terpakai dalam elektronik, perubatan, kejuruteraan elektrik, dsb.
- Ini digunakan dalam pembuatan peranti elektronik & elektrik seperti motor elektrik, transformer & penjana.
- Ini digunakan dalam pengeluaran peranti storan magnetik seperti; cakera liut, pemacu cakera keras & pita magnetik.
- Jenis bahan ini digunakan dalam pengeluaran sensor magnetik seperti; Penderia kesan dewan, penderia medan magnet & penderia magnetoresistif.
- Ini terpakai dalam peralatan perubatan seperti; Mesin MRI, perentak jantung & sistem penghantaran ubat yang boleh diimplan.
- Ini digunakan dalam kaedah pengasingan magnetik, yang digunakan untuk memutuskan sambungan zarah magnet daripada zarah bukan magnet.
- Bahan-bahan ini digunakan dalam penjanaan tenaga boleh diperbaharui seperti; loji kuasa hidroelektrik & turbin angin.
Oleh itu, ini adalah gambaran keseluruhan magnet bahan, jenis, perbezaan, perbandingan bahan, dan aplikasinya. Berikut adalah soalan untuk anda, apakah magnet?
