Какие материалы не проявляют ферромагнитных свойств
Анонимный вопрос
12 сентября 2018 · 564
Ферромагнитными свойствами в основном обладают переходные металлы, такие как железо, кобальт, никель. Неметаллы не имеют данных свойств, соответственно вся органика, фосфорные, серные и другие соединения.
Что будет, если соединить все элементы таблицы Менделеева?
Мамкин дизайнер, тот самый парень, который в твоем классе выводил учителей из…
«Первые два ряда можно собрать без проблем. Собирая третий ряд, вы сгорите. Собирая четвертый, вы погибнете, потому что отравитесь токсичным дымом. Пятый ряд сделает с вами то же самое и еще облучит вас радиацией. Шестой ряд взорвется и превратит здание, в котором вы находитесь, в радиоактивное и токсичное облако из пыли и огня. Не пытайтесь собрать седьмой ряд»
В книге “What If” Рендалла Монро есть целая статья на эту тему, с подробным описанием каждого шага и последствий. К сожалению, в открытом доступе конкретно этой статьи нет.
Коротко говоря: вам моментально придет п#здец
Прочитать ещё 7 ответов
Аналогами элемента Fe является?
Невское Оборудование поставщик металлообрабатывающего оборудования и станков · spbstanki.ru
Если пойти по самому простому пути, то железо (Fe) – это металл, а точнее один из металлов, которых помимо железа не так мало. Т.е. химические элементы из таблицы Менделеева, проявляющие металлические свойства (металлический блеск и т.д.). Железо — ковкий металл серебристо-белого цвета с высокой химической реакционной способностью. Fe – железо это уникальный химический элемент среди металлов, собственно, как и любой другой химический элемент. Поэтому тут сложно подобрать именно аналог, т.к. каждый металл уникален. Но если подходить весьма условно, то это: медь (Cu), алюминий (Al), кобальт (Co), хром (Cr), никель (Ni), титан (Ti). Эти элементы весьма распространены на земле, а также они часто применяются в производстве сталей и сплавов в сочетании с железом и без него.
Какая из человеческих рас наиболее совершенная с точки зрения генетики?
Невролог, мануальный терапевт, рефлексотерапевт
С точки зрения генетики идеально было бы смешение всех рас. Всевозможная комбинация генетического материала, огромное генетическое разнообразие, эволюция генома и генофонда человечества. Не бывает совершенного генетического материала у кого-либо, бывает лучшая комбинация в данный момент, в данном месте и в данное время. Европеоиду было бы тяжело существовать в жарких Африканских странах, а Человеку с Негроидной расой в холодных краях Сибири. Но суть остаётся сутью, смешение генетического материала, отбор лучших комбинаций от всех рас поможет укрепить генофонд человечества. Если брать изолированные расы, то у каждой будут свои плюсы и минусы, в зависимости от условий их существования.
Прочитать ещё 12 ответов
Что такое магнит и почему он притягивает не все металлы?
Магнит – тело, обладающее собственным магнитным полем. Концы магнита называются полюсами. У любого магнита есть два полюса – северный и южный. Разноимённые магнитные полюса притягиваются, а одноимённые отталкиваются.
Существуют три основных вида магнитов:
● Постоянные магниты (сохраняют состояние намагниченности в течение длительного времени).
● Временные магниты (действуют как постоянные магниты только тогда, когда находятся в сильном магнитном поле, и теряют свой магнетизм, когда магнитное поле исчезает).
● Электромагнит (обычно состоит из обмотки и ферромагнитного сердечника, приобретает свойства магнита при прохождении по обмотке электрического тока).
Железо, никель и другие вещества, которые относятся к ферромагнетикам, из-за своего специфического строения очень сильно притягиваются магнитом. Подавляющее большинство других металлов и прочих веществ тоже притягиваются или отталкиваются магнитами, но только намного слабее. Для того, чтобы заметить их взаимодействие, надо использовать чрезвычайно сильное магнитное поле.
Источник
В зависимости от магнитных свойств, вещества бывают диамагнетиками, парамагнетиками и ферромагнетиками. И именно ферромагнитный материал обладает особенными свойствами, отличающимися от остальных.
Что это за материал и какими свойствами обладает
Ферромагнитный материал (или ферромагнетик) – вещество, находящееся в твердом кристаллическом или же аморфном состоянии, которое обладает намагниченностью при отсутствии какого-либо магнитного поля лишь при низкой критической температуре, т. е. при температуре ниже точки Кюри. Магнитная восприимчивость этого материала положительна и превышает единицу. Некоторые ферромагнетики могут обладать самопроизвольной намагниченностью, сила которой будет зависеть от внешних факторов. Кроме всего прочего, такие материалы имеют отличную магнитную проницаемость и способны к усилению внешнего магнитного поля в несколько сотен тысяч раз.
Группы ферромагнетиков
Всего существует две группы ферромагнитного материала:
- Магнитно-мягкая группа. Ферромагнетики этой группы имеют небольшие показатели напряженности магнитного поля, но обладают отличной магнитной проницаемостью (менее 8,0×10-4 Гн/м) и невысокими потерями гистерезисного характера. К магнитно-мягким материалам относятся: пермаллои (сплавы с добавлением никеля и железа), оксидные ферромагнетики (ферриты), магнитодиэлектрики.
- Магнитно-жесткая (или магнитно-твердая группа). Характеристики ферромагнитных материалов этой группы выше, чем у предыдущей. Магнитно-твердые вещества обладают как высокими показателями напряженности магнитного поля, так и хорошей магнитной проницаемостью. Они являются основными материалами для производства магнитов и устройств, где используется коэрцитивная сила и необходима отличная магнитная восприимчивость. К магнитно-жесткой группе относятся практически все углеродистые и некоторые легированные стали (кобальт, вольфрам и хром).
Материалы магнитно-мягкой группы
Как и говорилось ранее, к магнитно-мягкой группе относятся:
- Пермаллои, которые состоят только из сплавов железа и никеля. Иногда к пермаллоям добавляют хром и молибден для повышения проницаемости. Правильно изготовленные пермаллои отличаются высокими показателями магнитной проницаемости и коэрцитивной силы.
- Ферриты – ферромагнитный материал, состоящий из оксидов железа и цинка. Нередко к железу и цинку добавляют оксиды марганца или никеля для уменьшения сопротивления. Поэтому ферриты часто используют в качестве полупроводников при высокочастотных токах.
- Магнитодиэлектрики являются измельченной смесью порошка железа, магнетита или пермаллоя, обернутого в пленку из диэлектрика. Так же как и ферриты, магнитодиэлектрики используются в качестве полупроводников в самых разных устройствах: усилителях, приемниках, передатчиках и т. д.
Материалы магнитно-твердой группы
К магнитно-твердой группе относятся следующие материалы:
- Углеродистые стали, состоящие из сплава железа и углерода. В зависимости от количества углерода, бывают: низкоуглеродистые (менее 0,25% углерода), среднеуглеродистые (от 0,25 до 0,6% углерода) и высокоуглеродистые стали (до 2% углерода). Помимо железа и углерода, в состав сплава могут также входить кремний, магний и марганец. Но наиболее качественными и пригодными ферромагнитными материалами считаются те углеродистые стали, которые имеют наименьшее количество примесей.
- Сплавы на основе редкоземельных элементов, например самарий-кобальтовые сплавы (соединения SmCo5 или Sm2Co17). Они имеют высокие показатели магнитной проницаемости при остаточной индукции в 0,9 Тл. При этом магнитное поле в ферромагнетиках такого типа тоже составляет 0,9 Тл.
- Другие сплавы. К таковым относятся: вольфрамовые, магниевые, платиновые и кобальтовые сплавы.
Отличие ферромагнитного материала от других веществ, обладающих магнитными свойствами
В начале статьи было сказано, что ферромагнетики обладают особенными свойствами, которые значительно отличаются от других материалов, и вот несколько доказательств:
- В отличие от диамагнетиков и парамагнетиков, которые получают свои свойства от отдельных атомов и молекул вещества, свойства ферромагнитных материалов зависят от кристаллической структуры.
- Ферромагнитные материалы, в отличие, например, от парамагнетиков, имеют большие значения магнитной проницаемости.
- Помимо проницаемости, ферромагнетики отличаются от парамагнитных материалов еще и тем, что имеют зависимую связь между намагничиванием и напряженностью намагничивающего поля, которая имеет научное название – магнитный гистерезис. Подобному явлению подвержены многие ферромагнитные материалы, например кобальт и никель, а также сплавы на их основе. Кстати, именно магнитный гистерезис позволяет магнитам сохранять состояние намагниченности в течение продолжительного времени.
- Некоторые ферромагнитные материалы также обладают особенностью изменять свою форму и размеры при намагничивании. Такое явление называется магнитострикцией и зависит не только от вида ферромагнетика, но и от других не менее важных факторов, например от напряженности полей и расположения кристаллографических осей по отношению к ним.
- Еще одной интересной особенностью ферромагнитного вещества является способность терять свои магнитные свойства или, говоря проще, превращаться в парамагнетик. Такого эффекта можно достичь при нагреве материала выше так называемой точки Кюри, при этом переход в парамагнитное состояние не сопровождается какими-либо сторонними явлениями и практически незаметен невооруженным глазом.
Область применения ферромагнетиков
Как видно, ферромагнитный материал занимает особо важное место в современном мире технологий. Его используют при изготовлении:
- постоянных магнитов;
- магнитных компасов;
- трансформаторов и генераторов;
- электронных моторов;
- электроизмерительных приборов;
- приемников;
- передатчиков;
- усилителей и ресиверов;
- винчестеров для ноутбуков и ПК;
- громкоговорителей и некоторых видов телефонов;
- звукозаписывающих устройств.
В прошлом некоторые магнитно-мягкие материалы использовались также в радиотехнике при создании магнитных лент и пленок.
Источник
Что такое ферромагнетики
Ферромагнетиками называют вещества, для которых характерна самопроизвольная намагниченность, значительно изменяемая в процессе воздействия внешних факторов таких, как магнитное поле, деформация и температура.
Магнитная восприимчивость ферромагнетиков обладает положительными значениями и равна 10 в 4 или 5 степени. Если напряжённость магнитного поля растет нелинейно, наблюдается увеличение намагниченности и магнитной индукции ферромагнетических веществ.
Отличительное свойство
Ферромагнетики отличаются от диамагнетиков и парамагнетиков наличием самопроизвольной или спонтанной намагниченности, когда внешнее магнитное поле отсутствует. Данный факт говорит об упорядоченной ориентации электронных спинов и магнитных моментов. Ещё одной особенностью ферромагнетиков в отличие от других типов магнетических веществ является значительное превышение внутреннего магнитного поля по сравнению с аналогичными характеристиками внешнего поля.
Примеры материалов
Можно найти немного примеров природных ферромагнетиков. Широко распространены ферриты, которые представляют собой химические соединения оксидов железа с оксидами других веществ. Первым открытым ферромагнитным материалом является магнитный Железняк, который относятся к категории ферритов. Ферромагнетическими свойствами обладают следующие материалы:
- техническое железо;
- оксидные ферромагнетики;
- низкоуглеродистая сталь;
- электротехническая листовая сталь;
- пермаллои, включая железно-никелевый сплав, характеризующийся высокой проницаемостью.
Основные характеристики
Ферромагнетические материалы обладают уникальными физико-химическими свойствами. Основными характеристиками ферромагнетиков являются:
- Ферромагнетизм материалов возможен лишь тогда, когда вещество находится в кристаллическом состоянии.
- Ориентация магнитных полей доменов затруднена из-за теплового движения, что подтверждает прямую зависимость свойств ферромагнетиков от температуры. Температура разрушения доменной структуры ферромагнетического вещества может отличаться. Данный показатель называется точкой Кюри. При его достижении ферромагнетик трансформируется в парамагнетик. К примеру, в чистом железе такой процесс происходит, когда температура Кюри достигает 900 градусов.
- Намагничивание ферромагнетиков происходит до насыщения в слабых магнитных полях.
- Параметры магнитного поля определяют магнитную проницаемость ферромагнетических веществ.
- Ферромагнетики обладают остаточной намагниченностью. Можно наблюдать опытным путем на примере ферромагнитного стержня, помещенного под током соленоида, как при намагничивании до насыщения, а затем уменьшении тока, индукция поля в стержне во время его размагничивания сохраняется на более высоком уровне, чем при намагничивании.
Электронные оболочки у ферромагнетиков
Ферромагнетиками могут являться материалы, находящиеся в твердом состоянии. При этом магнитный момент их атомов, в частности с недостроенными внутренними электронными оболочками, является постоянно спиновым или орбитальным. Распространенным примером ферромагнетиков являются переходные металлы. В ферромагнетических материалах резко усиливаются внешние магнитные поля. К ним относятся:
- железо;
- кобальт;
- никель;
- гадолиний;
- тербий;
- диспрозий;
- гольмий;
- эрбий;
- тулий;
- соединения ферромагнетиков с веществами, не являющиеся ферромагнетиками.
Значительная доля веществ не обладает ферромагнетическими свойствами. Это объясняется особым расположением электронов, когда электронные оболочки атомов заполняются. Их магнитные поля ориентированы в противоположных направлениях и компенсируют друг друга, что снижает степень потенциальной энергии взаимодействия электронов.
Наблюдая атомы с нечетным числом электронов на оболочках, которые соединяются в молекулы или кристаллы, можно заметить взаимную компенсацию магнитных полей неспаренных электронов. Атомы железа, никеля, кобальта в кристаллических структурах обладают собственными магнитными полями неспаренных электронов, которые ориентированы параллельно друг другу. Это приводит к образованию микроскопических намагниченных областей или доменов. Суммарное магнитное поле таких образований нулевое. Если материал поместить во внешнее магнитное поле, то поля доменов будут ориентироваться соответственно, что сопровождается намагничиванием ферромагнетиков.
Типы ферромагнетиков, свойства
Ферромагнитные вещества отличаются по характеру магнитного взаимодействия. Выделяют две основные группы ферромагнетиков:
- Магнитно-мягкие материалы.
- Магнитно-жесткие материалы.
К первой категории относят ферромагнетики, способные практически полностью устранять собственное магнитное поле при исчезновении внешнего. В процессе материал размагничивается. Такие вещества активно используются в производстве сердечников трансформаторов и электромагнитов. Магнито-жесткие материалы применяют для создания таких изделий, как постоянные магниты, магнитные ленты и диски, на которые записывается информация.
Потеря свойств ферромагнетизма
Ферромагнетические вещества называют «магнитозамороженными» парамагнетиками. Атомы парамагнетических материалов обладают магнитными моментами, которые пребывают в хаотичном вращательном движении. В случае ферромагнетиков моменты направлены определенно. При возрастании температуры число случайных температурных флуктуаций магнитных моментов атомов увеличивается. В случае, если температура ферромагнетика становится приближенной к температуре Кюри, то есть сравнимой с температурой магнитного «плавления», происходит полное разрушение ферромагнитного порядка температурными флуктуациями, и наблюдается переход вещества в парамагнитное состояние:
- магнитный «газ» кристалла;
- магнитная «жидкость» кристалла.
Изменение температуры в первую очередь влияет на намагниченность ферромагнетиков. По мере ее возрастания свойство намагниченности снижается и становится равно нулю в точке Кюри. В данном температурном режиме происходит изменение всех других свойств, которые определяют разницу между ферромагнетиками и парамагнетиками, а также характеристик вещества, не связанных с отличительными особенностями этих типов магнетиков. К примеру, изменение электрических и акустических свойств ферромагнитного материала, в связи с тем, что твердое тело обладает упругой, электрической, магнитной и другими подсистемами, при изменении одной из которых меняются и другие.
Температура Кюри
Каждый ферромагнетик обладает рядом характеристик. Важным параметром вещества является температура, при которой оно утрачивает свои магнитные свойства. Этот показатель называется точкой Кюри. При температуре, превышающей точку Кюри, упорядоченное состояние в магнитной подсистеме кристалла разрушается.
На примере металла
Потерю свойств ферромагнетика в зависимости от температуры окружающей среды можно рассмотреть опытным путем. К примеру, никель обладает температурой Кюри в 360 градусов. Подвешенный образец металла подвергают воздействию внешнего магнитного поля. В систему помещают горелку. При обычной температуре никель примет горизонтальное положение, так как будет сильно притягиваться магнитом. Если образец нагреть до температуры Кюри, его свойство намагниченности ослабевает, он перестанет притягиваться и начнет падать. После остывания до температуры, которая ниже точки Кюри, никель вновь приобретает ферромагнитные свойства и притягивается к магниту.
Применение ферромагнетиков, примеры
Ферромагнитные вещества благодаря особым физико-химическим свойствам нашли широкое применение в разных сферах электротехники. С помощью магнито-мягких типов ферромагнетиков производят такое оборудование и агрегаты, как:
- трансформаторы;
- электродвигатели;
- генераторы;
- слаботочную технику связи;
- радиотехнику.
Ферромагнетики в условиях отсутствия внешнего магнитного поля остаются намагниченными, создавая магнитное поле во внешней среде. Элементарные токи в веществе сохраняют упорядоченную ориентацию. Свойство активно используется в современной промышленности для создания постоянных магнитов, которые используют для изготовления следующих видов оборудования:
- электроизмерительные приборы;
- громкоговорители;
- телефоны;
- звукозаписывающая аппаратура;
- магнитные компасы.
Материалы, относящиеся к ферритам, обладающие одновременно ферромагнитными и полупроводниковыми свойствами, широко распространены в производстве радиотехники. Вещества активно применяются при изготовлении сердечников катушек индуктивности, магнитных лент, пленок и дисков.
Источник