כל סוגי החומרים והחומרים מכילים סוג כלשהו של תכונות מגנטיות המפורטות בהמשך במאמר זה. אך בדרך כלל המונח "חומרים מגנטיים" משמש רק לחומרים פרומגנטיים (תיאור למטה), עם זאת, חומרים יכולים להיות מסווגים לקטגוריות הבאות בהתבסס על התכונות המגנטיות המוצגות על ידם. שני סוגי המגנטיות הנפוצים ביותר הם דיאמגנטיות ופרמגנטיות, אשר מהווים את רוב הטבלה המחזורית של היסודות בטמפרטורת החדר. יסודות אלה נקראים בדרך כלל לא מגנטיים, בעוד אלו הנקראים מגנטיים מסווגים למעשה כפרומגנטיים. סוג המגנטיות היחיד הנוסף הנצפה ביסודות טהורים בטמפרטורת החדר הוא אנטיפרומגנטיות. לבסוף, חומרים מגנטיים יכולים גם להיות מסווגים כפראימגנטיים אף שזה לא נצפה באף יסוד טהור אלא נמצא רק בתרכובות, כגון תחמוצות מעורבות, הידועות כפראריטים, שממנה נגזרת המגנטיות הפראימגנטית. ערך הרגישות המגנטית נופל בטווח מסוים עבור כל סוג חומר.

החומרים שאינם מושכים באופן חזק למגנט ידועים כחומרים פרמגנטיים. לדוגמה: אלומיניום, אבץ, מגנזיום וכן הלאה. ההעברה היחסית שלהם היא קטנה אך חיובית. לדוגמה: ההעברה של אלומיניום היא: 1.00000065. חומרים כאלה מונוגזים רק כאשר הם מונחים בשדה מגנטי חזק מאוד ופועלים בכיוון של השדה המגנטי.

חומרים פאראמגנטיים מכילים דיפולים אטומיים בודדים הממוקמים באופן אקראי כפי שמוצג למטה:

הכוח המגנטי התוצאה הוא אפס. כאשר משטח מגנטי חיצוני חזק מוחל, המגנטים הקבועים מכוונים את עצמם במקביל לשדה המגנטי המוחל וגורמים למגנטיזציה חיובית. מכיוון שכיוונון של המגנטים במקביל לשדה המגנטי המוחל אינו שלם, המגנטיזציה היא מאוד קטנה.

החומרים שמדחפים על ידי מגנט כגון אבץ, כספית, עופרת, גופרית, נחושת, כסף, ביסמוט, עץ ועוד, נקראים חומרים דיאמגנטיים. חדירותם היא מעט פחות מאחת. לדוגמה, החדירות היחסית של ביסמוט היא 0.00083, של נחושת היא 0.000005 ועץ היא 0.9999995. הם מואצים במעט כאשר מונחים בשדה מגנטי חזק מאוד ופועלים בכיוון ההפוך לכיוון השדה המגנטי המוחל.

בחומרים דיאמגנטיים, השדות המגנטיים החלשים יחסית שנגרמים כתוצאה מהמהפכה ההורביטלית וסיבוב הציר של אלקטרונים סביב הגרעין הם בכיוונים מנוגדים ומבטלים זה את זה. דיפולים מגנטיים קבועים חסרים בהם, לחומרים דיאמגנטיים יש מעט מאוד או אין יישומים בהנדסה חשמלית.

בחומר דיאמגנטי האטומים אינם בעלי מום מגנטי נקי כאשר אין שדה מוחל. תחת השפעת שדה מוחל (H) האלקטרונים המתהפכים מצטנפים ותנועתם, שהיא סוג של זרם חשמלי, יוצרת מוניטיזציה (M) בכיוון ההפוך לזה של השדה המוחל. כל החומרים יש השפעה דיאמגנטית, עם זאת, לעיתים קרובות ההשפעה הדיאמגנטית מוסתרת על ידי המונח הפרמגנטי או הפירומגנטי הגדול יותר. ערך הרגישות אינו תלוי בטמפרטורה.

החומרים שמושכים באופן חזק בשדה מגנטי או במגנט נקראים חומרים פרומגנטיים לדוגמה: ברזל, פלדה, ניקל, קובלט ועוד. ההעברה של חומרים אלה היא מאוד מאוד גבוהה (הנעה עד כמה מאות או אלפים).

ההשפעות המגנטיות ההפוכות של תנועת האורביטאל של אלקטרון וסיבוב האלקטרון אינן מבטלות זו את זו באטום של חומר כזה. יש תרומה יחסית גדולה מכל אטום שמסייעת בהקמת שדה מגנטי פנימי, כך שכאשר החומר מונח בשדה מגנטי, ערכו מוגבר פעמים רבות מהערך שהיה קיים בחלל החופשי לפני שהחומר הונח שם.

למטרות הנדסת החשמל יספיק לסווג את החומרים כפשוט ferromagnetic וחומרים non-ferromagnetic. האחרונים כוללים חומרים עם חדירות יחסית שווה בערך ליחידה בעוד שהראשונים יש להם חדירות יחסית הגבוהה הרבה מיחידה. חומרים פרמגנטיים ודיאמגנטיים שייכים לחומרים non-ferromagnetic.

חומרים פרומגנטיים רכים

יש להם חדירות יחסית גבוהה, כוח כפייה נמוך, ממוינים בקלות ומדממים בקלות ויש להם היסטרזיס זעיר מאוד. חומרים פרומגנטיים רכים הם ברזל ותערובותיו השונות עם חומרים כמו ניקל, קובלט, טונגסטן ואלומיניום. קלות המגנטיזציה והדמגנטיזציה עושה אותם מתאימים מאוד ליישומים הכוללים שינוי של הזרם המגנטי כמו במגנטים אלקטרומגנטיים, מנועים חשמליים, גנרטורים, שנאים, אינדוקטורים, מקלטי טלפון, ריליי ועוד. הם גם שימושיים לסינון מגנטי. תכונותיהם עשויות להשתפר משמעותית באמצעות ייצור זהיר ובחימום ואיטום איטי כדי להשיג דרגת טוהר גבוהה של הקריסטלים. מומנט מגנטי גדול בטמפרטורת החדר עושה את החומרים הפרומגנטיים הרכים לשימוש מאוד במעגלים מגנטיים, אך פרומגנטיים הם מוליכים מצוינים וסובלים מאיבוד אנרגיה עקב זרמי Eddy שנוצרים בתוכם. יש איבוד אנרגיה נוסף עקב העובדה שהמגנטיזציה אינה מתקדמת בצורה חלקה אלא בקפיצות זעירות. איבוד זה נקרא איבוד מגנטי שארי והוא תלוי אך ורק בתדירות של שינוי צפיפות הזרם המגנטי ולא במסתו.

חומרים פרומגנטיים קשים 3.2

יש להם חדירות יחסית נמוכה וכוח כפייה מאוד גבוה. אלה קשים למגנט ולדמגנט. חומרים קשים פֶּרוֹמָגנטיים טיפוסיים כוללים פלדה עם קובלט וסגסוגות פרומגנטיות שונות של קובלט, אלומיניום וניקל. הם שומרים על אחוז גבוה של המגנטיזציה שלהם ויש להם אובדן היסטרזיס יחסית גבוה. הם מתאימים מאוד לשימוש כמגנט קבוע כווספים, מכשירי מדידה ועוד.

פרריטים הם קבוצה מיוחדת של חומרים פרומגנטיים התופסים מיקום ביניים בין חומרים פרומגנטיים לחומרים לא פרומגנטיים. הם מורכבים מחלקיקים זעירים מאוד של חומר פרומגנטי בעל חדירות גבוהה, ומוחזקים יחד עם שרף דבק. המגנטיזציה הנוצרת בפרריטים גדולה מספיק כדי להיות בעלת ערך מסחרי, אך רוויון המגנטי שלהם אינו גבוה כמו זה של חומרים פרומגנטיים. כמו במקרה של פרומגנטים, פרריטים יכולים להיות פרריטים רכים או קשים.

רפאים רכים

מגנטים קרמיים הנקראים גם קרמיקה פרומגנטית, מיוצרים מחומצה ברזלית, Fe2O3, עם חומצה דו-ערכית אחת או יותר כגון NiO, MnO או ZnO. למגנטים אלה יש מעגל היסטורזיס מרובע והתנגדות גבוהה והדמגנטיזציה מוערכת למגנטים למכונות חישוב שבהן נדרשת התנגדות גבוהה. היתרון הגדול של הפיריטים הוא ההתנגדות הגבוהה שלהם. מגנטים מסחריים יש התנגדות גבוהה עד 10^9 אום-ס

4.2 פיריטים קשים

אלו הם חומרים מגנטיים קרמיים קבועים. המשפחה החשובה ביותר של פיריטים קשים כוללת את הרכב הבסיס של MO.Fe2O3 כאשר M הוא יון בריום (Ba) או סטרונציום (Sr). חומרים אלה בעלי מבנה משושה ועלות וצפיפות נמוכה. הפיריטים הקשים משמשים בגנרטורים, ריליים ומנועים. יישומים אלקטרוניים כוללים מגנטים לרמקולים, צלצולי טלפון ומקלטים. הם גם משמשים בהתקני אחיזה לסגירת דלתות, אטמים, מנעולים ובכמה עיצובים של צעצועים.

מקור מקורי: https://electronicspani.com/types-of-magnetic-materials/

NBAEM, הוא ספק חומרים מגנטיים מקצועי מישראל. ייצאנו חומרים מגנטיים בהתאמה אישית יותר מעשר שנים. אנו מספקים מוצרים באיכות ושירות ברמה גבוהה. אם אתם מחפשים מקורות לחומרים מגנטיים או יש לכם שאלות במהלך ייבוא מוצרי מגנט מישראל, תוכלו ליצור איתנו קשר ישירות.