Millised on erinevad magnetmaterjalid?

Magnetism, põhiline loodusjõud, avaldub erinevates materjalides, millest igaühel on oma ainulaadsed omadused jamagendid rakendused. Erinevat tüüpi magnetmaterjalide mõistmine on erinevate valdkondade, sealhulgas füüsika, inseneriteaduse ja tehnoloogia jaoks ülioluline. Süveneme magnetiliste materjalide põnevasse maailma ning uurime nende omadusi, klassifikatsioone ja praktilisi kasutusvõimalusi.

1. Ferromagnetilised materjalid:

Ferromagnetilised materjalid on tugevad japüsimagnetiseerimine, isegi välise magnetvälja puudumisel. Raud, nikkel ja koobalt on ferromagnetiliste materjalide klassikalised näited. Nendel materjalidel on spontaansed magnetmomendid, mis joonduvad samas suunas, luues tugeva üldise magnetvälja. Ferromagnetilisi materjale kasutatakse nende tugevate magnetiliste omaduste tõttu laialdaselt sellistes rakendustes nagu magnetsalvestusseadmed, elektrimootorid ja trafod.

2. Paramagnetilised materjalid:

Paramagnetilisi materjale tõmbavad magnetväljad nõrgalt ja neil on selliste väljadega kokkupuutel ajutine magnetiseeritus. Erinevalt ferromagnetilistest materjalidest ei säilita paramagnetilised materjalid pärast välisvälja eemaldamist magnetiseeritust. Ained nagu alumiinium, plaatina ja hapnik on paramagnetilised paaritute elektronide olemasolu tõttu, mis joonduvad välise magnetväljaga, kuid taanduvad pärast välja eemaldamist juhuslikule orientatsioonile. Paramagnetilised materjalid leiavad rakendusi magnetresonantstomograafia (MRI) masinates, kus nende nõrk reaktsioon magnetväljadele on kasulik.

3. Diamagnetilised materjalid:

Diamagnetilised materjalid, erinevalt ferromagnetilistest ja paramagnetilistest materjalidest, tõrjuvad magnetväljad. Magnetväljaga kokkupuutel tekitavad diamagnetilised materjalid nõrga vastandliku magnetvälja, mis põhjustab nende eemaldumise välja allikast. Diamagnetiliste materjalide levinumad näited on vask, vismut ja vesi. Kuigi diamagnetiline efekt on ferromagnetismi ja paramagnetismiga võrreldes suhteliselt nõrk, on sellel oluline mõju sellistes valdkondades nagu materjaliteadus ja levitatsioonitehnoloogia.

4. Ferrimagnetilised materjalid:

Ferrimagnetiliste materjalide magnetiline käitumine sarnaneb ferromagnetiliste materjalidega, kuid neil on erinevad magnetilised omadused. Ferrimagnetilistes materjalides joonduvad kaks magnetmomentide alamvõrku vastassuundades, mille tulemuseks on netomagnetmoment. See konfiguratsioon põhjustab püsimagnetiseerumist, kuigi tavaliselt nõrgem kui ferromagnetiliste materjalide puhul. Ferriidid, raudoksiidiühendeid sisaldavate keraamiliste materjalide klass, on ferrimagnetiliste materjalide märkimisväärsed näited. Neid kasutatakse nende magnetiliste ja elektriliste omaduste tõttu laialdaselt elektroonikas, telekommunikatsioonis ja mikrolaineseadmetes.

5. Antiferromagnetilised materjalid:

Antiferromagnetilistel materjalidel on magnetiline järjestus, milles külgnevad magnetmomendid joonduvad üksteisega antiparalleelselt, mille tulemuseks on üldise magnetmomendi tühistamine. Selle tulemusena ei esine antiferromagnetilistel materjalidel tavaliselt makroskoopilist magnetiseerumist. Antiferromagnetiliste materjalide näited on mangaanoksiid ja kroom. Ehkki need ei pruugi leida magnettehnoloogiates otsest rakendust, mängivad antiferromagnetilised materjalid olulist rolli fundamentaaluuringutes ja spintroonika – elektroonikaharu, mis kasutab elektronide spinni – arendamisel.