Filtry są stosowane...

(Ferro)magnetyzm

W zamierzchłych czasach ludzie odkryli, że kryształy magnetytu przyciągają lub odpychają się wzajemnie w zależności od orientacji. To zjawisko fizyczne jest określane mianem magnetyzmu. Określenia: magnetyt i magnez pochodzą od nazwy Magnezja — jednostki regionalnej w Tesalii, w Grecji, gdzie kamienie magnetyczne występują bardzo powszechnie.Separacja magnetyczna

Żelazo znajdujące się w skale jest źródłem właściwości magnetycznych magnetytu. Wiele stopów żelaza ma właściwości magnetyczne. Poza żelazem właściwościami magnetycznymi odznaczają się nikiel, kobalt i gadolin.

Mimo, iż materiały ferromagnetyczne (i ferrimagnetyczne) jako jedyne charakteryzują się na tyle silnymi właściwościami magnetycznymi, że są przyciągane przez magnes (dlatego też są określane mianem „magnetycznych”), wszystkie inne substancje także wykazują słabą podatność na działanie pola magnetycznego z uwagi na obecność jednego lub więcej typów magnetyzmu.

Materiały ferromagnetyczne mogą zostać podzielone na materiały magnetycznie „miękkie”, takie jak żelazo odprężone, które można namagnetyzować, ale z reguły nie zachowuje ono permanentnych właściwości magnetycznych, oraz materiały magnetycznie „twarde”, które zachowują właściwości magnetyczne. Magnesy trwałe wykonane są z materiałów ferromagnetycznie „twardych”, takich jak alniko i ferryt, które w czasie produkcji poddawane są specjalnej obróbce w potężnym polu magnetycznym celem ujednolicenia ich wewnętrznej struktury mikrokrystalicznej, co czyni je wyjątkowo odpornymi na demagnetyzację.

Obiekty o takiej charakterystyce zwane są magnesami. Istnieją magnesy naturalne i sztucznie wytworzone (np. alniko, ferniko, ferryty). Wszystkie magnesy mają dwa bieguny, które określane są jako biegun północny i biegun południowy. Biegun północny magnesu odpycha biegun północny, a przyciąga biegun południowy innego magnesu. Dwa bieguny południowe także się odpychają.

Magnetyzm; Chwytak

Ponieważ Ziemia posiada pole magnetyczne, którego magnetyczny biegun południowy znajduje się w pobliżu geograficznego bieguna północnego, a magnetyczny biegun północny w pobliżu geograficznego bieguna południowego, wolny magnes zawsze przybierze orientację północ-południe. Nazwy biegunów magnesu pochodzą od tego zjawiska. Dla wygody — choć jest to nieco mylące — biegun południowy ziemskiego pola magnetycznego określany jest jako magnetyczny biegun północny, a biegun północny ziemskiego pola magnetycznego jest określany jako magnetyczny biegun południowy.

Pole magnetyczne — biegun północny i południowy

Powiązanym zjawiskiem jest elektromagnetyzm, który jest magnetyzmem generowanym przez prąd elektryczny. Najistotniejszą zasadą jest, iż magnetyzm jest generowany przez rotujące lub obracające się ładunki elektryczne w prądach wirowych.

Elektromagnetyzm

Przeczytaj więcej

Temperatura Curie

Określenie temperatura Curie pochodzi od nazwiska Piotra Curie (1859-1906).

Magnetyzm; temperatura Curie

Temperatura Curie to temperatura powyżej której materiały ferromagnetyczne tracą swoje trwałe pole magnetyczne; zjawisko magnetyzmu zanika całkowicie.

Powyżej tej temperatury materiał zachowuje się paramagnetycznie. Wraz ze wzrostem temperatury zmiany molekularne stopniowo zakłócają jednorodność spinów. Po osiągnięciu temperatury Curie jednorodność zostaje utracona, ponieważ energia termiczna przewyższyła energię interakcji magnetycznej.

Dokładne zmierzenie temperatury Curie jest trudne. Po pierwsze — trwałe pole magnetyczne wokół materiału zanika tylko częściowo. Po drugie — temperatura Curie waha się znacznie w zależności od nawet najmniejszych ilości zanieczyszczeń w materiale.

Na przykład: jeżeli magnes AlNiCo zostanie podgrzany powyżej jego temperatury Curie równej 850°C, utraci on swoje właściwości ferromagnetyczne. Stanie jest paramagnetykiem. Po ponownych schłodzeniu trwałe pole magnetyczne nie zostaje przywrócone. Pojawią się jednak nowe pola magnetyczne w niewielkich obszarach materiału, tzw. domeny Weissa (Weiss 1865-1904), lecz te obszary są jednorodne w losowych kierunkach, dlatego suma ich wektorów nie daje rezultatu w postaci zewnętrznego pola magnetycznego. Niemniej jednak ponowna magnetyzacja magnesu jest możliwa.

Pierwiastki ferromagnetyczne i stopy oraz ich wartości temperatury Curie:

Materiał Temp. Curie
Fe 770°C
Co 1115°C
Ni 354°C
Gd 19°C
AlNiCo 850°C
Ferryt 450°C
Kobalt samaru 750-825°C
Nd-Fe-B 310-340°C