– Magneettiset metallit & ei-magneettiset metallit sekä tärkeä rooli engineering. Magnetismi on monien sovellusten perusta. Samalla tämä ominaisuus voi olla myös ei-toivottu tietyissä olosuhteissa.
Siksi, se on tärkeää tietää, mitkä metallit ovat magneettisia ja mitkä eivät.
mitä magnetismi on?
maallikon sanoin magnetismi on voima, joka voi houkutella tai torjua magneettisia kohteita., Eri meedioita läpäisevät magneettikentät välittävät tämän voiman.
magnetismi on oletuksena tiettyjen materiaalien ominaisuus. Jotkut materiaalit voidaan kuitenkin magnetisoida tai demagnetisoida vaatimusten mukaan.
mikä metalleissa aiheuttaa magnetismia?
sähkövirran tavoin magnetismi johtuu Alkeistason elektroneista. Elektroneilla on spin, joka luo pienen magneettisen Dipolin.
Kun nämä kierrokset ovat tasapainossa, nettovoima on nolla. Mutta jos elektroneja on paljon, tästä äärettömän pienestä magneettisesta hetkestä tulee suuri., Tämän seurauksena se luo havaittavan magneettikentän metallin ympärille.
sähkövirta kykenee myös luomaan magneettikenttiä ja päinvastoin. Kun sähkövirta kulkee langan läpi, se luo langan ympärille pyöreän magneettikentän. Samoin magneettikentän tuominen lähelle hyvää sähkön johtajaa, sähkövirrat alkavat virrata johtimessa.
tämä hämmästyttävä suhde sähkön ja magnetismin välillä on johtanut moniin nerokkaisiin laitteisiin ja sovelluksiin.
magneettien tyypit
magneeteille on olemassa erilaisia luokituksia., Yksi tapa erottaa magneettiset metallit toisistaan, on se, kuinka kauan niiden ominaisuudet ovat aktiivisia. Käyttämällä tätä perustaksi, voimme luokitella magneetteja, kuten:
- Pysyvä
- Väliaikainen
- Sähkömagneetit
otetaanpa syvemmälle tutkia jokainen niistä.
kestomagneetit
kestomagneetit tuottavat magneettikentän, koska niiden sisäinen rakenne. He eivät menetä magnetismiaan helposti. Kestomagneetit on valmistettu ferromagneettisista materiaaleista, jotka eivät lakkaa tuottamasta magneettikenttäänsä ulkoisesta vaikutuksesta huolimatta., Näin ne ovat vakaita demagnetisoivia voimia vastaan.
kestomagneettien ymmärtämiseksi on katsottava magneettisten materiaalien sisäistä rakennetta. Aine näyttää magneettisia ominaisuuksia, kun sen verkkotunnukset ovat linjassa samaan suuntaan. Verkkotunnukset ovat pieniä magneettikenttiä, jotka ovat läsnä materiaalin kiderakenteessa.
ferromagneettisissa materiaaleissa verkkotunnukset ovat täysin linjassa. On olemassa erilaisia tapoja yhdenmukaistaa niitä, mutta luotettavin menetelmä on lämmittää magneetti tietyn lämpötilan., Tämä lämpötila on erilainen materiaaleille ja johtaa verkkotunnusten pysyvään linjaukseen yhteen suuntaan.
Se johtuu vastaavia ehtoja olemassa maapallon ydin, että se käyttäytyy kuin kestomagneetti.
Tilapäismagneetit
Tilapäismagneetit säilyttävät nimensä mukaisesti magneettiset ominaisuutensa vain tietyissä olosuhteissa. Kun näitä olosuhteita ei enää ole, ne menettävät magneettikenttänsä.
pehmeät materiaalit, joilla on alhaiset magneettiset ominaisuudet, kuten hehkutettu rauta ja teräs, ovat esimerkkejä väliaikaisista magneeteista., Ne muuttuvat magneettisiksi voimakkaan magneettikentän läsnä ollessa. Ne kuvaavat myös alhaista pakottamista.
on täytynyt nähdä, miten paperiliittimet kiinnittyvät toisiinsa kestomagneetin ollessa lähellä. Jokaisesta paperiliittimestä tulee väliaikainen magneetti, joka vetää puoleensa muita paperiliittimiä magneettikentän läsnä ollessa. Kun kestomagneetti otetaan pois, paperiliittimet menettävät magneettiset ominaisuutensa.
Sähkömagneetit
Sähkömagneetit ovat magneetteja, jotka tuottavat magneettikenttiä, kun sähkövirta kulkee niiden läpi. Heillä on erilaisia käyttötapauksia., Esimerkiksi, moottorit, generaattorit, releet, kuulokkeet, jne. kaikki käyttävät sähkömagneetteja.
sähkömagneeteissa ferromagneettista ydintä kiertävä johtotuuli. Langan liittäminen sähkölähteeseen tuottaa voimakkaan magneettikentän. Ferromagneettinen Materiaali vahvistaa sitä entisestään. Sähkömagneetit voivat olla erittäin vahvoja sähkövirrasta riippuen.
ne antavat myös mahdollisuuden kytkeä magneettisen voiman päälle ja pois päältä napin painalluksella. Tämä on erittäin erityinen ominaisuus, joka auttaa meitä käyttämään magneettista voimaa sovelluksissamme.,
otetaan esimerkki nosturista, jolla romumetallia haettiin romuttamolta. Sähkömagneetin avulla voimme poimia metalliromun syöttämällä sen läpi sähkövirran. Kun palaset pitää pudottaa, ei tarvitse kuin sammuttaa sähkö magneettiin.
Toinen mielenkiintoinen esimerkki sähkömagneetti sovellus on Maglev-juna. Tässä sovelluksessa juna nousee raiteilta ja levitoi. Se on mahdollista vain, kun sähkövirta kulkee sähkömagneetit junassa kehon.,
tämä vähentää huomattavasti junan liikkeessä kohtaamaa vastusta. Näiden junien nopeudet ovat siis erittäin korkeat.
mitkä metallit ovat magneettisia?
on olemassa erilaisia tapoja, joilla metalli voi olla vuorovaikutuksessa magneetin kanssa. Tämä riippuu materiaalien sisäisestä rakenteesta. Metallit voidaan luokitella seuraavasti:
- Joustavuutta
- Paramagneettinen
- Diamagneettisia
Kun magneetit voimakkaasti puoleensa ferromagneettisia metalleja, he vain heikosti houkutella paramagneettinen metalleja. Diamagneettiset materiaalit taas osoittavat heikkoa vastenmielisyyttä, kun ne asetetaan lähelle magneettia., Vain ferromagneettisia metalleja pidetään todella magneettisina.
luettelo Magneettimetalleista
Katsotaanpa joitakin tunnetuimmista magneettimetalleista. Osa niistä on magneettisia koko ajan. Muilla, kuten ruostumattomalla teräksellä, on magneettisia ominaisuuksia vain tietyllä kemiallisella koostumuksella.
Rauta
Rauta on erittäin tunnettu ferromagneettista metallia. Se on itse asiassa vahvin ferromagneettinen metalli. Se on erottamaton osa maan ytimen ja antaa sen magneettiset ominaisuudet planeetallemme., Siksi maa toimii yksinään kestomagneettina.
on monia seikkoja, jotka edistävät raudan magnetismia. Sen lisäksi net electron spin atomitasolla, sen kiderakenne on myös tärkeä rooli. Ilman sitä rauta ei olisi magneettista metallia.
eri kiteiset rakenteet johtavat erilaisiin rautaominaisuuksiin.
Rauta on ferromagneettista sen body-centered cubic (bcc) alfa-FE-rakenne. Samalla se ei osoita magnetismia kasvokeskeisessä kuutiossa (fcc) gammafe-rakenteessa., Esimerkiksi Beta-Fe-rakenteessa näkyy paramagneettisia taipumuksia.
Nikkeli
Nikkeli on toinen suosittu magneettinen metalli, joilla on ferromagneettisia ominaisuuksia. Raudan tavoin sen yhdisteet ovat läsnä maan ytimessä. Historiallisesti nikkeliä on käytetty kolikoiden tekemiseen.
nykyään nikkeli löytää käyttöä akuissa, pinnoitteissa, keittiövälineissä, puhelimissa, rakennuksissa, liikenteessä ja koruissa. Suuri osa nikkelistä käytetään ferronikkelin valmistukseen ruostumattomasta teräksestä.
nikkeli on magneettisten ominaisuuksiensa vuoksi myös osa alnico-magneetteja (alumiinia, nikkeliä ja kobolttia)., Nämä magneetit ovat vahvempia kuin harvinaisten maametallien magneetit, mutta heikompia kuin rautapohjaiset magneetit.
Koboltti
Koboltti on tärkeä ferromagneettista metallia. Yli 100 vuoden ajan koboltin erinomaiset magneettiset ominaisuudet ovat auttaneet kehittämään erilaisia sovelluksia.
koboltista voidaan valmistaa sekä pehmeitä että kovia magneetteja. Kobolttia käyttävillä pehmeillä magneeteilla on etuja muihin pehmeisiin magneetteihin verrattuna. Nimittäin, heillä on korkea kylläisyyspiste, Curie lämpötilat alueella 950 … 990° Celsius. Näin ollen niitä voidaan käyttää korkean lämpötilan sovelluksiin (jopa alle 500° Celsius).,
kobolttia seoksineen käytetään kiintolevyissä, tuulivoimaloissa, MAGNEETTIKUVAUSKONEISSA, moottoreissa, toimilaitteissa ja antureissa.
teräs
teräksellä on myös ferromagneettisia ominaisuuksia, koska se on johdettu raudasta. Useimmat teräkset houkutellaan magneetti. Tarvittaessa terästä voidaan käyttää myös kestomagneettien valmistukseen.
Let ’ s take the example of steel EN C15D. This grade of steel sisältää 98,81-99,26% rautaa. Näin ollen erittäin suuri osa tästä teräslaadusta on rautaa. Näin ollen raudan ferromagneettiset ominaisuudet siirtyvät teräkselle.,
Ruostumatonta Terästä
Jotkut ruostumattomat teräkset ovat magneettisia ja jotkut eivät. Seosteräksestä tulee ruostumatonta terästä, jos siinä on vähintään 10,5% kromia. Vaihtelevien kemiallisten koostumusten vuoksi ruostumatonta terästä on erityyppisiä.
Ferriittiset ja martensiittiset ruostumattomat teräkset ovat magneettisia, koska niiden rauta koostumus ja molekyylirakenne.,
austeniittiset teräkset sen sijaan eivät näytä ferromagneettisia ominaisuuksia erilaisen molekyylirakenteen vuoksi. Tämä tekee siitä sopivan käytettäväksi MAGNEETTIKUVAUSKONEISSA.
rakenteellinen ero johtuu nikkelin määrästä. Se vahvistaa oksidikerrosta paremman suojan korroosiota vastaan, mutta myös muuttaa ruostumattoman teräksen rakennetta.
harvinaisten maametallien
yhdessä edellä mainittujen metallien kanssa joidenkin harvinaisten maametallien yhdisteillä on myös erinomaiset ferromagneettiset ominaisuudet., Gadolinium, samarium, neodyymi ovat kaikki esimerkkejä magneettisista harvinaisista maametalleista.
erilaisia ominaisuuksiltaan erilaisia magneetteja voidaan valmistaa edellä mainittuja metalleja Käyttäen yhdessä raudan, nikkelin ja koboltin kanssa. Nämä magneetit tulevat erityisiä ominaisuuksia tarvitaan tiettyjä sovelluksia.
esimerkiksi Samarium-kobolttimagneetteja on turbomoottoreissa, huippuluokan sähkömoottoreissa jne.
mitkä metallit eivät ole magneettisia?
vain muutamat jaksollisen järjestelmän metallit ovat magneettisia. Useimmat muut yleiset metallit ovat ei-magneettisia metalleja. Katsotaanpa joitakin niistä.,
Luettelo Ei-Magneettiset Metallit
Alumiini
Alumiini on kiderakenne, kuten litium ja magnesium, tekee siitä ei-magneettinen. Kaikki kolme materiaalia ovat suosittuja esimerkkejä paramagneettisista metalleista.
vaikka alumiinikorroosiota voi esiintyä useita eri tyyppejä, se tunnetaan korroosionkestävyydestään. Tämä keveyden ohella tekee siitä käyttökelpoisen metallin monilla teollisuudenaloilla.
kulta
kulta on diamagneettista metallia kuten useimmat muutkin metallit., Puhtaassa muodossaan kulta on ei-magneettinen ja osoittaa vain heikkoa vastenmielisyyttä magneetteja kohtaan, kuten kaikki diamagneettiset metallit.
Hopea
Hopea on toinen ei-magneettinen metalli. Tämä ominaisuus mahdollistaa väärennetyn hopean tunnistamisen. Jos” hopeiset ” kolikot tai korut vetävät puoleensa magneetteja, se on jotain muuta.
Kupari
On Kuparin Magneettinen?
kupari itsessään ei ole magneettinen, vaan se on jossain määrin vuorovaikutuksessa magneettien kanssa. Tämä ominaisuus auttaa tuottamaan sähköä voimalaitoksissa.,
päätelmä
riittävän suurella magneettikentällä kaikentyyppiset metallit vuorovaikuttavat magneetin kanssa. Tämä johtuu siitä, että pyörrevirrat syntyvät metalleihin, kun niihin kohdistuu liikkuva magneettikenttä.
tällä periaatteella metallinpaljastimet pystyvät havaitsemaan ei-magneettisia metalleja kuten kultaa, hopeaa. Mutta useimmissa käytännön tarkoituksissa tämä vuorovaikutus ei riitä ja rajoittaa mahdollisia käyttötapauksia.