Anisotropi magnetik bermaksud bahawa sesuatu bahan mempunyai arah pilihan untuk momen magnetiknya apabila anda mengaplikasikan medan magnet kepadanya. Dalam istilah yang lebih mudah, ia bermaksud bahawa arah bahan tersebut mempengaruhi bagaimana ia berkelakuan secara magnetik. Sesetengah bahan ingin lebih mudah dimagnetkan dalam satu arah berbanding yang lain. Kami panggil itu paksi “mudah”. Mereka tidak mahu dimagnetkan dalam arah lain.

Punca Anisotropi Magnetik

Terdapat beberapa perkara yang menyebabkan anisotropi magnetik.

  1. Struktur Kristal: Simetri kisi kristal sesuatu bahan boleh menghasilkan paksi mudah. Bahan kubik sering mahu menunjuk magnetisasi mereka sepanjang diagonal badan. Bahan bukan kubik mahu menunjuk magnetisasi mereka sepanjang paksi kristal tertentu. Kami panggil ini anisotropi magnetokristal. Ini adalah satu-satunya punca intrinsik anisotropi kerana ia berasal dari struktur bahan.
  2. Anisotropi Bentuk: Apabila anda mempunyai objek bukan sfera seperti filem nipis atau zarah kecil, anda boleh mendapatkan anisotropi kerana kesan permukaan atau tepi. Bentuk bahan mempengaruhi bagaimana ia bertindak balas terhadap medan magnet luaran. Medan demagnetisasi berbeza bergantung kepada arah pengukuran.
  3. Kait Spin-Orbit: Interaksi antara putaran elektron dan pergerakan elektron mengelilingi nukleus boleh menyebabkan magnetisasi ingin menunjuk ke arah tertentu.
  4. Anisotropi Magnetoelastik: Jika anda meletakkan tegangan mekanikal atau tekanan pada bahan, anda boleh mengubah bagaimana ia berkelakuan secara magnetik.
  5. Anisotropi Pertukaran:Ini berkaitan dengan interaksi antara momen magnetik dalam bahan. Apabila anda mempunyai bahan feromagnetik dan antiferomagnetik yang digabungkan, lapisan antiferomagnetik boleh mempengaruhi cara magnetisasi berkelakuan dalam lapisan feromagnetik.
  6. Doping dan Kekotoran: Anda boleh secara sengaja memperkenalkan kekotoran atau kecacatan ke dalam bahan untuk mengubah struktur elektronnya, yang boleh mempengaruhi bagaimana ia berkelakuan secara magnetik dan anisotropinya.
  7. Tegangan: Apabila anda mengubah bentuk bahan secara mekanikal, anda mengubah suai simetri struktur kristalnya. Pengubahan ini boleh mengubah lokasi paksi mudah dan bagaimana ia berkelakuan secara magnetik.

 

Jenis-jenis Anisotropi Magnetik

Terdapat beberapa jenis anisotropi magnetik yang berbeza.

  1. Anisotropi Kristal:Ini adalah apabila simetri kristal bahan menentukan di mana paksi mudah berada. Anda boleh melihat ini dalam bahan kubik dan bukan kubik.
  2. Anisotropi Bentuk: Ini adalah apabila bentuk bahan menentukan di mana paksi mudah berada. Anda melihat ini dalam filem nipis dan nanopartikel.
  3. Magnetostriksi: Ini adalah apabila magnetisme bahan berinteraksi dengan struktur kisi, dan bahan mengembang atau mengecut apabila anda menerapkan medan magnet kepadanya.
  4. Anisotropi Medan Magnet: Ini adalah apabila bahan mempunyai kepekaan magnet yang tinggi, dan medan magnet luaran berinteraksi dengan momen magnet dalam bahan secara berbeza bergantung kepada arah medan tersebut.

Anisotropi dalam Bahan Magnet Keras dan Lembut

Bahan Magnet Keras: Bahan-bahan ini, seperti magnet neodymium, mempunyai anisotropi magnet yang tinggi, jadi mereka tahan terhadap demagnetisasi. Kami menggunakan sifat magnetik yang kuat dan berarah dalam aplikasi seperti motor dan penjana.

Bahan Magnet Lembut: Kurang kerap, bahan magnet lembut juga boleh bersifat anisotropik disebabkan faktor struktur dalaman atau kaedah pemprosesan luaran. Contohnya termasuk keluli elektrik berorientasi butiran yang digunakan dalam transformer.

 

Mencapai Anisotropi Magnet Lebih Baik

Pengilang boleh meningkatkan anisotropi magnet dengan mengawal beberapa faktor semasa pengeluaran:

Pemilihan Bahan: Pemilihan bahan asas, seperti neodymium dalam magnet berprestasi tinggi, adalah kunci untuk mendapatkan sifat magnet yang kuat.

Teknik Orientasi dan Pemprosesan: Apabila kami membuat magnet, kami menyusun momen magnet menggunakan proses seperti penekanan panas atau penekanan isostatik. Ini membantu kami menghasilkan magnet dengan sifat anisotropik yang lebih baik.

Saiz dan Bentuk Butiran: Kami mempunyai kawalan yang baik ke atas saiz dan bentuk butiran bahan untuk memastikan ia mempunyai sifat magnet yang konsisten.

Kandungan Oksigen: Kami mengurangkan jumlah oksigen semasa pengeluaran untuk memastikan bahan mengalir dengan lebih baik dan mengekalkan anisotropi.

Tekanan Menegak Di Bawah Medan Magnet: Kami menyusun momen magnet apabila menekan bahan semasa pengeluaran. Begitulah kami memperoleh anisotropi dalam produk akhir.

 

Magnet Anisotropik vs. Isotropik

Magnet Anisotropik: Magnet ini mempunyai sifat magnet yang bergantung kepada arah. Contohnya, kami menghasilkan magnet neodymium yang dipatri yang mempunyai butiran yang disusun semasa pembuatan. Ini memberikan prestasi magnet yang kuat dalam satu arah pilihan.

Magnet Isotropik: Sebaliknya, magnet isotropik seperti magnet neodymium yang diikat tidak mempunyai arah pilihan untuk magnetisasi. Mereka mempunyai sifat magnet yang serupa dalam semua arah. Ini membolehkan anda membentuk dan memagnetkan mereka dalam pelbagai orientasi. Mereka biasanya lebih lemah berbanding magnet anisotropik.

 

Aplikasi Magnet Anisotropik

Magnet anisotropik mempunyai banyak kegunaan dalam pelbagai industri kerana mereka mempunyai kekuatan magnet yang lebih kuat dan arah yang jelas. Berikut adalah beberapa contoh:

  1. Sensor: Kami menggunakan magnet anisotropik, seperti magnet samarium kobal, dalam sensor yang menukar medan magnet kepada isyarat elektrik. Anda akan menemui sensor ini dalam sistem automotif dan aeroangkasa.
  2. Penjana: Kami menggunakan medan magnet yang dihasilkan oleh magnet anisotropik untuk membuat penjana. Contohnya, magnet dalam turbin angin adalah anisotropik.
  3. Penyaman: Orang sedang menjalankan penyelidikan untuk menggunakan magnet dalam penyaman. Contohnya, MIT sedang menjalankan kajian tentang penggunaan magnet sebagai bahan penyejuk berpotensi.
  4. Resonans Magnet Nuklear (NMR): Kami menggunakan magnet anisotropik untuk membuat spektrometer NMR. Mesin ini membolehkan kami mengkaji sifat fizikal dan kimia bahan.
  5. Aplikasi Perubatan: Magnet anisotropik stabil pada suhu tinggi, jadi kami menggunakannya dalam peranti perubatan dan implan yang boleh disterilkan.

Mengetahui tentang anisotropi magnet membantu anda menggunakan magnet dengan kelebihan terbaik dalam aplikasi khusus anda. Magnet anisotropik mempunyai arah tertentu, yang merupakan perkara penting. Itulah sebabnya mereka digunakan dalam pelbagai industri, dari tenaga hingga penjagaan kesihatan. Magnet isotropik memberi anda lebih fleksibiliti dalam reka bentuk tetapi tidak sekuat magnet anisotropik. Jika anda ingin belajar lebih lanjut tentang bahan magnet dan bagaimana ia boleh membantu anda, hubungi kami pada bila-bila masa.

Anisotropi Magnet

Anisotropi Magnet. Sumber Imej: Wikipedia