Ферромагнетийн хэрэглээний үндсэн чиглэлүүд, мөн тэдгээрийн ангиллын онцлогуудыг авч үзье. Ферромагнетыг бага температурт хяналтгүй соронзлолтой хатуу бодис гэж нэрлэдгээс эхэлцгээе. Энэ нь деформаци, соронзон орон, температурын хэлбэлзлийн нөлөөн дор өөрчлөгддөг.
Ферромагнетийн шинж чанарууд
Технологид ферромагнетыг ашиглах нь физик шинж чанараараа тайлбарлагддаг. Тэд вакуумаас хэд дахин их соронзон нэвчилттэй байдаг. Үүнтэй холбогдуулан нэг төрлийн энергийг нөгөөд хувиргахад соронзон орон ашигладаг бүх цахилгаан төхөөрөмжүүд нь соронзон урсгалыг дамжуулах чадвартай ферросоронзон материалаар хийгдсэн тусгай элементүүдтэй байдаг.
Ферросоронзны онцлог
Ферромагнетийн ялгарах шинж чанарууд юу вэ? Эдгээр бодисуудын шинж чанар, хэрэглээг дотоод бүтцийн онцлогоор тайлбарладаг. Атомын дотор хөдөлж буй электронууд болох соронзлолын анхан шатны тээгч бодисын соронзон шинж чанаруудын хооронд шууд хамаарал бий.
Тойрог тойрог замд хөдөлж байхдаа энгийн гүйдэл ба соронзонсоронзон моменттэй диполууд. Түүний чиглэлийг гимлетийн дүрмээр тодорхойлно. Биеийн соронзон момент нь бүх хэсгүүдийн геометрийн нийлбэр юм. Тойрог тойрог замд эргэлдэхээс гадна электронууд тэнхлэгээ тойрон хөдөлж, эргэлтийн момент үүсгэдэг. Тэд ферромагнетыг соронзлох үйл явцад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Ферромагнетыг практикт хэрэглэх нь тэдгээрт эргэх моментуудын зэрэгцээ чиглэлтэй аяндаа соронзлогдсон бүсүүд үүсэхтэй холбоотой юм. Хэрэв ферромагнет гадаад талбарт ороогүй бол бие даасан соронзон моментууд өөр өөр чиглэлтэй, тэдгээрийн нийлбэр нь тэг бөгөөд соронзлох шинж чанаргүй болно.
Ферромагнетийн өвөрмөц онцлог
Хэрэв парамагнет нь тухайн бодисын бие даасан молекул эсвэл атомын шинж чанартай холбоотой бол ферросоронзон шинж чанарыг болор бүтцийн онцлогоор тайлбарлаж болно. Жишээлбэл, уурын төлөвт төмрийн атомууд бага зэрэг диамагнит шинж чанартай байдаг бол хатуу төлөвт энэ металл нь ферромагнет юм. Лабораторийн судалгааны үр дүнд температур ба ферросоронзон шинж чанаруудын хоорондын хамаарлыг илрүүлсэн.
Жишээ нь, соронзон шинж чанараараа төмөртэй төстэй Гойслер хайлш нь энэ металлыг агуулдаггүй. Кюри цэг (тодорхой температурын утга) хүрэхэд ферросоронзон шинж чанар алга болно.
Тэдгээрийн өвөрмөц шинж чанаруудын дотроос зөвхөн соронзон нэвчих чадварын өндөр үнэлэмж төдийгүй талбайн хүч ба хүч хоорондын хамаарлыг онцолж болно.соронзлол.
Ферромагнетийн бие даасан атомуудын соронзон моментуудын харилцан үйлчлэл нь бие биентэйгээ параллель байрлах хүчирхэг дотоод соронзон орон үүсэхэд хувь нэмэр оруулдаг. Хүчтэй гадаад орон нь чиглэлийг өөрчлөхөд хүргэдэг бөгөөд энэ нь соронзон шинж чанарыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг.
Ферромагнетийн мөн чанар
Эрдэмтэд ферромагнетизмын эргэх шинж чанарыг тогтоосон. Эрчим хүчний давхаргууд дээр электронуудыг хуваарилахдаа Паули хасах зарчмыг харгалзан үздэг. Үүний мөн чанар нь тэдгээрийн зөвхөн тодорхой тоо нь давхарга бүрт байж болно. Бүрэн дүүрсэн бүрхүүл дээр байрлах бүх электронуудын тойрог замын болон спин соронзон моментуудын үр дүнд үүссэн утга нь тэгтэй тэнцүү байна.
Ферросоронзон шинж чанартай химийн элементүүд (никель, кобальт, төмөр) нь үелэх системийн шилжилтийн элементүүд юм. Тэдний атомуудад бүрхүүлийг электроноор дүүргэх алгоритмыг зөрчсөн байдаг. Эхлээд тэд дээд давхаргад (s-орбитал) ордог бөгөөд үүнийг бүрэн дүүргэсний дараа л электронууд доор байрлах бүрхүүлд (d-орбитал) ордог.
Гол нь төмөр болох ферромагнетыг их хэмжээгээр ашигладаг нь гадны соронзон орны нөлөөлөлд өртөх үед бүтэц нь өөрчлөгддөгтэй холбоотой.
Ижил шинж чанарыг зөвхөн атомын доторх дуусаагүй бүрхүүлтэй бодисууд л эзэмшиж болно. Гэхдээ энэ нөхцөл байдал нь ферросоронзон шинж чанарын талаар ярихад хангалтгүй юм. Жишээлбэл, хром, манган, цагаан алт зэрэг нь бас байдагатомын доторх дуусаагүй бүрхүүлүүд боловч тэдгээр нь парамагнит шинж чанартай байдаг. Аяндаа соронзлол үүсэх нь тусгай квант үйлдлээр тайлбарлагддаг бөгөөд үүнийг сонгодог физикийн тусламжтайгаар тайлбарлахад хэцүү байдаг.
Хэлтэс
Ийм материалыг хатуу ба зөөлөн ферромагнет гэж хоёр төрөлд хуваадаг. Хатуу материалыг ашиглах нь мэдээлэл хадгалах соронзон диск, соронзон хальс үйлдвэрлэхтэй холбоотой юм. Зөөлөн ферромагнет нь цахилгаан соронзон, трансформаторын цөмийг бий болгоход зайлшгүй шаардлагатай байдаг. Энэ хоёр зүйлийн ялгааг эдгээр бодисуудын химийн бүтцийн онцлогоор тайлбарладаг.
Ашиглалтын онцлог
Орчин үеийн технологийн янз бүрийн салбаруудад ферромагнетыг ашигласан зарим жишээг нарийвчлан авч үзье. Зөөлөн соронзон материалыг цахилгаан инженерчлэлд цахилгаан мотор, трансформатор, генератор үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Нэмж дурдахад энэ төрлийн ферромагнетыг радио холбоо болон бага гүйдлийн технологид ашиглаж байгааг анхаарах нь чухал.
Байнгын соронз үүсгэхийн тулд хатуу төрлүүд хэрэгтэй. Хэрэв гадаад талбарыг унтраавал энгийн гүйдлийн чиг баримжаа арилдаггүй тул ферромагнетууд шинж чанараа хадгална.
Энэ шинж чанар нь ферромагнетийн хэрэглээг тайлбарладаг. Товчхондоо ийм материал нь орчин үеийн технологийн үндэс болсон гэж хэлж болно.
Цахилгаан хэмжих хэрэгсэл, утас, чанга яригч, соронзон луужин, дуу хураагчийг бүтээхэд байнгын соронз шаардлагатай.
Феррит
Ферромагнетийн хэрэглээг харгалзан ферритүүдэд онцгой анхаарал хандуулах шаардлагатай. Эдгээр нь хагас дамжуулагч ба ферромагнетийн шинж чанарыг хослуулсан тул өндөр давтамжийн радио инженерчлэлд өргөн хэрэглэгддэг. Ферритээс соронзон хальс, хальс, индукторын цөм, дискийг одоогоор хийж байна. Эдгээр нь байгальд байдаг төмрийн исэл юм.
Сонирхолтой баримтууд
Сонирхол бол цахилгаан машинд ферромагнет ашиглах, мөн хатуу дискэнд бичлэг хийх технологи юм. Орчин үеийн судалгаагаар тодорхой температурт зарим ферромагнет нь парамагнит шинж чанарыг олж авах боломжтой болохыг харуулж байна. Тийм ч учраас эдгээр бодисыг сайн ойлгоогүй гэж үздэг бөгөөд физикчдийн сонирхлыг их татдаг.
Ган цөм нь одоогийн хүчийг өөрчлөхгүйгээр соронзон орныг хэд хэдэн удаа нэмэгдүүлэх чадвартай.
Ферромагнет ашиглах нь цахилгаан эрчим хүчийг ихээхэн хэмнэнэ. Ийм учраас ферросоронзон шинж чанартай материалыг генератор, трансформатор, цахилгаан моторын цөмд ашигладаг.
Соронзон гистерезис
Энэ нь соронзон орны хүч ба соронзлолын векторын гадаад талбайгаас хамаарах үзэгдэл юм. Энэ шинж чанар нь ферромагнет, түүнчлэн төмөр, никель, кобальтаар хийсэн хайлшаар илэрдэг. Үүнтэй төстэй үзэгдэл зөвхөн талбайн чиглэл, хэмжээ өөрчлөгдөхөд төдийгүй түүний эргэлтийн үед ч ажиглагдаж байна.
Нэвчилт
Соронзон нэвчилт гэдэг нь тодорхой орчин дахь индукц ба вакуум дахь индукцийн харьцааг харуулсан физик хэмжигдэхүүн юм. Хэрэв бодис өөрийн соронзон орон үүсгэдэг бол түүнийг соронзлогдсон гэж үзнэ. Амперын таамаглалын дагуу шинж чанарын утга нь атом дахь "чөлөөт" электронуудын тойрог замын хөдөлгөөнөөс хамаарна.
Гистерезисийн гогцоо гэдэг нь гадаад талбарт байрлах ферромагнетийн соронзлолын хэмжээ өөрчлөгдөхөөс индукцийн хэмжээ өөрчлөгдөхөөс хамаарах муруй юм. Ашигласан биеийг бүрэн соронзгүй болгохын тулд гадаад соронзон орны чиглэлийг өөрчлөх шаардлагатай.
Албадан хүч гэж нэрлэгддэг соронзон индукцийн тодорхой утгад дээжийн соронзлол тэг болно.
Гистерезисын гогцооны хэлбэр ба албадлагын хүчний хэмжээ нь бодисын хэсэгчилсэн соронзлолтыг хадгалах чадварыг тодорхойлдог бөгөөд ферромагнетийн өргөн хэрэглээг тайлбарладаг. Товчхондоо, өргөн гистерезийн гогцоотой хатуу ферромагнетийн хэрэглээний талбарыг дээр дурдсан болно. Гянт болд, нүүрстөрөгч, хөнгөн цагаан, хромын ган нь их хэмжээний албадлагын хүчтэй байдаг тул тэдгээрийн үндсэн дээр янз бүрийн хэлбэрийн байнгын соронз бий болдог: тууз, тах.
Бага албадлагын хүч бүхий зөөлөн материалуудаас бид төмрийн хүдэр, түүнчлэн төмөр-никелийн хайлшийг тэмдэглэдэг.
Ферромагнетийн соронзлолын урвуу үйл явц нь аяндаа соронзлолтын бүсийн өөрчлөлттэй холбоотой. Үүний тулд гадаад талбайн хийсэн ажлыг ашигладаг. Тоо хэмжээЭнэ тохиолдолд үүссэн дулаан нь гистерезисийн гогцооны талбайтай пропорциональ байна.
Дүгнэлт
Одоогоор технологийн бүх салбарт ферросоронзон шинж чанартай бодисуудыг идэвхтэй ашиглаж байна. Ийм бодисыг ашиглах нь эрчим хүчний нөөцийг ихээхэн хэмнэхээс гадна технологийн процессыг хялбаршуулж чадна.
Жишээ нь, хүчирхэг байнгын соронзоор зэвсэглэснээр та тээврийн хэрэгсэл бүтээх үйл явцыг ихээхэн хялбарчилж чадна. Одоогийн байдлаар дотоодын болон гадаадын автомашины үйлдвэрүүдэд ашиглагдаж буй хүчирхэг цахилгаан соронзон нь хамгийн их хөдөлмөр шаардсан технологийн процессыг бүрэн автоматжуулахаас гадна шинэ машин угсрах үйл явцыг ихээхэн хурдасгах боломжийг олгодог.
Радио инженерчлэлд ферромагнетууд нь хамгийн өндөр чанартай, нарийвчлалтай төхөөрөмжийг олж авах боломжийг олгодог.
Эрдэмтэд анагаах ухаан, электроникийн хэрэглээнд тохиромжтой соронзон нано бөөмсийг үйлдвэрлэх нэг үе шаттай аргыг бүтээж чадсан.
Шилдэг судалгааны лабораториудад хийгдсэн олон тооны судалгааны үр дүнд алтны нимгэн давхаргаар бүрсэн кобальт, төмрийн нано хэсгүүдийн соронзон шинж чанарыг тогтоох боломжтой болсон. Тэдний хорт хавдрын эсрэг эм эсвэл радионуклидын атомыг хүний биеийн баруун хэсэгт шилжүүлж, соронзон резонансын дүрсийн тодосгогчийг нэмэгдүүлэх чадвартай нь аль хэдийн батлагдсан.
Үүнээс гадна ийм тоосонцорыг соронзон санах ойн төхөөрөмжийг шинэчлэхэд ашиглаж болох бөгөөд энэ нь шинэлэг зүйлийг бий болгох шинэ алхам болно.эмнэлгийн технологи.
Оросын эрдэмтдийн баг хлоридын усан уусмалыг багасгах аргыг боловсруулж, сайжруулсан соронзон шинж чанартай материал бүтээхэд тохиромжтой кобальт-төмрийн хосолсон нано хэсгүүдийг гаргаж авах аргыг боловсруулж, туршиж чадсан. Эрдэмтдийн хийсэн бүх судалгаа нь бодисын ферросоронзон шинж чанарыг сайжруулах, үйлдвэрлэлд ашиглах хувийг нэмэгдүүлэхэд чиглэгддэг.
