جميع أنواع المواد والجسيمات تمتلك بعض الخصائص المغناطيسية التي تُذكر لاحقاً في هذا المقال. ولكن عادةً ما يُستخدم مصطلح “المواد المغناطيسية” فقط للمواد فريو-مغناطيسية (الوصف أدناه)، ومع ذلك، يمكن تصنيف المواد إلى الفئات التالية بناءً على الخصائص المغناطيسية المعروضة عليها. أكثر فئتين شيوعاً من المغناطيسية هما النفاذية المعاوقة والبارامغناطيسية، التي تشكل معظم الجدول الدوري للعناصر عند درجة حرارة الغرفة. غالباً ما يُشار إلى هذه العناصر بأنها غير مغناطيسية، في حين أن العناصر التي يُشار إليها بأنها مغناطيسية تُصنف فعلياً كفِراط مغناطيسية. النوع الوحيد الآخر من المغناطيسية الذي يُرى في العناصر النقية عند درجة حرارة الغرفة هو المضاد للمغناطيسية. وأخيراً، يمكن أيضاً تصنيف المواد المغناطيسية كفِري-مغناطيسية وإن كان هذا غير مُلاحظ في أي عنصر نقي بل يوجد فقط في مركبات، مثل أكاسيد مختلطة، المعروفة باسم الفريتات، من حيث يستمد اسم المضاد المغناطيسي من كونه. قيمة النفاذية المغناطيسية تقع ضمن مجال معين لكل نوع من المادة.

المواد التي لا تنجذب بقوة إلى مغناطيس تعرف بأنها مواد بارامغناطيسية. على سبيل المثال: الألمنيوم، القصدير، المغنيسيوم، وغيرها. نفاذيتها النسبية صغيرة لكن موجبة. على سبيل المثال: نفاذية الألمنيوم: 1.00000065. وتُمهِّد هذه المواد فقط عندما تُوضع في حقل مغناطيسي قوي جدًا وتتجه في اتجاه المجال المغناطيسي.

تمتلك المواد البارامغناطيسية ثُيُرات ذرية فردية موجهة بشكل عشوائي كما هو موضح أدناه:

نتيجة القوة المغناطيسية هي بالتالي صفر. عندما يُطبق حقل مغناطيسي خارجي قوي، يوجه العزم المغناطيسي الدائم نفسه موازيًا للحقل المغناطيسي المطبق ويؤدي إلى تشكل استقطاب مغناطيسي موجب. بما أن اتجاه العزمات الدوارة الموازية للحقل المطبق ليس كاملًا، فإن الاستقطاب مغناطيسيًا صغيرًا جدًا.

المواد التي تُطرح بعيداً عن المغناطيس مثل الزنك، الزئبق، الرصاص، الكبريت، النحاس، الفضة، البزموت، الخشب، وغيرها، تعرف بأنها مواد diamagnetic. نفاذيتها أقل بقليل من واحد. على سبيل المثال: النفاذية النسبية للبزموت هي 0.00083، النحاس 0.000005 والخشب 0.9999995. يتم توجيهها بشكل بسيط عند وضعها في حقل مغناطيسي قوي جدًا وتتصرف في اتجاه معاكس لاتجاه الحقل المغناطيسي المطبق.

في المواد الديامغناطيسية، تكون العزوم المغناطيسية الدائرية والدوامية للإلكترونات حول النواة في اتجاهين متعاكسين وتلغي بعضها بعضاً. غيُبِرت العزوم المغناطيسية الدائمة في هذه المواد، وتملك المواد الديامغناطيسية تطبيقات قليلة جدًا في الهندسة الكهربائية.

في المادة الديامغناطيسية ليس للذرات عزم مغناطيسي صافي عندما لا يوجد حقل مطبق. تحت تأثير الحقل المطبق (H)، تَدوَّم الإلكترونات وتدور وتُنتج حركة كهربائية تؤدي إلى الاستقطاب (M) في اتجاه معاكس لاتجاه الحقل المطبق. كل المواد لها تأثير ديامغناطيسي، ومع ذلك غالباً ما يغطي التأثير الديامغناطيسي بتأثير بارامغناطيسي أو فِرا-مغناطيسي أقوى. قيمة النفاذية غير مرتبطة بدرجة الحرارة.

المواد التي تنجذب بشدة إلى مجال مغناطيسي أو مُغناطيس تعرف بأنها مواد فِرَي-مغناطيسية مثل الحديد، الفولاذ، النيكل، الكوبالت، إلخ. نفاذية هذه المواد عالية جدًا (حتى مئات أو آلاف من المرات).

لا تلغي التأثيرات المغناطيسية العكسية لدوران المدار الإلكتروني ولف spin الإلكتروني بعضها بعضاً في ذرة من هذه المادة. هناك مساهمة كبيرة من كل ذرة تساهم في إقامة مجال مغناطيسي داخلي، لذلك عندما توضع المادة في مجال مغناطيسي، يزيد قيمتها كثيراً عما كانت عليه في الفراغ قبل وضع المادة هناك.

لغرض الهندسة الكهربائية، يكفي تصنيف المواد كمغناطيسية ferromagnetic وغير ferromagnetic. الأخير يشمل مواد نفاذيتها النسبية تساوي تقريباً الواحدة بينما الأول لديه نفاذية نسبية أكبر بكثير من الواحدة. المواد البارامغناطيسية والديما مغناطيسية تقع ضمن المواد غير الفِرَي-مغناطيسية.

3.1 المواد الفِرَي-مغناطيسية الناعمة

لديهم نفاذية نسبية عالية، وقوة إقصاء منخفضة، وقابلية عالية للإمْتِزاز والتفريز والتراجع كما أن لديهم تَأُخد هُوَسّ مغناطيسي ضئيل جدًا. المواد الحديدية اللينة (Soft ferromagnetic materials) هي الحديد ومختلف سبائك الحديد مع مواد مثل النيكل والكوبالت والفانديوم والألومنيوم. سهولة التعشيق والتفريغ المغناطيسي يجعلها مناسبة جدًا للتطبيقات التي تتضمن التدفق المغناطيسي المتغير كما في الملفات الكهرومغناطيسية، المحركات الكهربائية، المولّدات، المحوّلات، المحاثات، مستقبلات الهاتف، المرحلات، إلخ. كما أنها مفيدة أيضًا للحماية المغناطيسية. قد يتم تعزيز خصائصها بشكل كبير من خلال التصنيع الدقيق وبالقيام بالتسخين والتلدين البطيء لتحقيق درجة عالية من نقاء البلورة. وجود عزم مغناطيسي كبير عند درجة حرارة الغرفة يجعل المواد الحديدية اللينة مفيدة جدًا للدارات المغناطيسية، لكن الفيرومغناطيات موصلات جيدة جدًا وتتعرض لفقدان الطاقة من التيار الدوامي الذي ينتج داخلها. هناك فقدان طاقة إضافي بسبب أن عملية التبلمر لا تتقدم بسلاسة بل تقفزات دقيقة. هذا الفقدان يسمى الفقد المغناطيسي المتبقي ويتوقف purely على تردد تغير كثافة التدفق وليس على مقدارها.

3.2 مواد فيرومغناطيسية صلبة

لديها نفاذية منخفضة نسبيًا، وقوة إقصاء عالية جدًا. هذه المواد صعبة الإمْتِزاز والتفريز. تشمل المواد الفيرومغناطيسية الصلبة النموذجية الكوُبالْت ستيل ومختلف السبائك الفيرومغناطيسية من الكوبالت والحديد والنّيكل والألومنيوم. تحتفظ بنسبة عالية من مغناطتها ولديها فقدان هامش هيستري عالي نسبياً. إنها مناسبة جدًا للاستخدام كمغناطيس دائم مثل مكبرات الصوت وأجهزة القياس وغيرها.

الفريتيـات هي مجموعة خاصة من المواد الفيرومغناطيسية التي تقف في موضع وسيط بين المواد الفيرومغناطيسية وغير الفيرومغناطيسية. وتتكون من جزيئات دقيقة جدًا من مادة فيريومغناطيسية تمتلك نفاذية عالية، وتُجْمَع مع مادة رابطة ريزينية. المغناطنة الناتجة في الفريتيـات كبيرة بما يكفي لتكون ذات قيمة تجارية لكنها أشد تشبعًا مغناطيسيًا من تلك الخاصة بالمواد الفيرومغناطيسية. كما في حالة الفيرومغناطيات، قد تكون الفريتيـات لينة أو صلبة.

4.1 فريتيـات لينة

المغناطيسات الخزفية، وتسمى أيضًا سيراميك مغناطيسي، مصنوعة من أكسيد الحديد Fe2O3 مع أكسيد ثنائي التكافؤ مثل NiO أو MnO أو ZnO. هذه المغناطيسات لها حلقة هسترزية مربعة ومقاومة عالية وتُقدَّر إزالة التفريغ بالجهد العالي للمغناطيسات الخاصة بالحواسيب حيث يُراد مقاومة عالية. الميزة الكبرى للفريتيـات هي مقاومتها العالية. المغناطيسات التجارية لها مقاومية عالية تصل إلى 10^9 أوم-سم. يتم تقليل التيارات الدوامية الناتجة عن مجالات متغيرة إلى الحد الأدنى، وتُمدد نطاق استخدام هذه المواد المغناطيسية إلى ترددات عالية، حتى إلى أشعة الميكروويف. تُصنع الفريتيـات بعناية من خلال خلط أكسيدات مطحونة، والتكثيف والتلبيد عند درجة حرارة عالية. المحولات عالية التردد في التلفازات ومُستقبِلات التعديل الترددي تُصنَع في الغالب بقلـوب فريتيـة.

4.2 فريتيـات صلبة

هذه مواد مغناطيسية دائمة خزفية. أهم عائلة من فريتيـات الصلبة لها التركيب الأساسي MO.Fe2O3 حيث M هو أيون بااريوم Ba أو أيون سترونشيوم Sr. هذه المواد لها بنية سداسية وتكلفة وكثافة منخفضة. تُستخدم فريتيـات الصلبة في المولّدات والمرحلات والمحركات. تشمل التطبيقات الإلكترونية مغناطيسات للمكبرات الصوتية ومُرنِّيات الهواتف ومُستقبلاتها. كما أنها تستخدم في أجهزة التثبيت للأبواب القاطعة، والختام، والموانع وفي عدة تصميمات لألعاب.

المصدر الأصلي: https://electronicspani.com/types-of-magnetic-materials/

NBAEM، هي مورد المواد المغناطيسية المحترفة من الصين. لقد صدَّرنا مواد مغناطيسية بحسب الطلب لأكثر من عشر سنوات. نحن نوفر منتجات ذات جودة وخدمة عالية المعايير. إذا كنت تبحث عن توريد أي مواد مغناطيسية أو إذا كان لديك أي أسئلة أثناء استيراد المنتجات المغناطيسية من الصين، يمكنك الاتصال بنا مباشرة.