วัสดุและสารทุกชนิดมีคุณสมบัติทางแม่เหล็กบางอย่างซึ่งระบุไว้ในบทความนี้ แต่โดยปกติคำว่า “วัสดุแม่เหล็ก” จะใช้เฉพาะกับวัสดุเฟอร์โรแมกเนติก (คำอธิบายด้านล่าง) อย่างไรก็ตาม วัสดุสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ได้ตามคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่แสดงออกมา ภาวะแม่เหล็กที่พบมากที่สุดสองประเภทคือไดอาแมกเนติซึมและพาราแมกเนติซึม ซึ่งคิดเป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่ของตารางธาตุที่อุณหภูมิห้อง องค์ประกอบเหล่านี้มักจะถูกเรียกว่าเป็นแบบไม่มีแม่เหล็ก ในขณะที่องค์ประกอบที่ถูกเรียกว่าเป็นแบบมีแม่เหล็กจะถูกจำแนกเป็นแบบเฟอร์โรแมกเนติกจริงๆ ภาวะแม่เหล็กชนิดเดียวที่สังเกตได้ในองค์ประกอบบริสุทธิ์ที่อุณหภูมิห้องคือแอนติเฟอร์โรแมกเนติซึม ในที่สุด วัสดุแม่เหล็กก็สามารถจำแนกเป็นเฟอร์ริแมกเนติกได้ แม้ว่าจะไม่พบในองค์ประกอบบริสุทธิ์ใดๆ เลย แต่สามารถพบได้ในสารประกอบเท่านั้น เช่น สารประกอบออกไซด์ผสม ซึ่งรู้จักกันในชื่อเฟอร์ไรต์ ซึ่งเป็นที่มาของชื่อเฟอร์ริแมกเนติซึม ค่าสภาพรับ (magnetic susceptible) ของแต่ละประเภทของวัสดุจะอยู่ในช่วงที่เฉพาะเจาะจง

วัสดุที่ไม่ถูกดึงดูดอย่างแรงด้วยแม่เหล็กเรียกว่าวัสดุพาราแมกเนติก ตัวอย่างเช่น อะลูมิเนียม, ดีบุก, แมกนีเซียม เป็นต้น ค่าความซึมผ่านสัมพัทธ์ของมันมีค่าน้อยแต่เป็นบวก ตัวอย่างเช่น ค่าความซึมผ่านของอะลูมิเนียมคือ: 1.00000065 วัสดุดังกล่าวจะถูกทำให้เป็นแม่เหล็กก็ต่อเมื่อถูกวางไว้บนสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งมากและจะทำปฏิกิริยาในทิศทางเดียวกับสนามแม่เหล็ก

วัสดุพาราแมกเนติกมีไดโพลอะตอมแต่ละตัวจัดเรียงในลักษณะสุ่มดังที่แสดงด้านล่าง:

ดังนั้นแรงแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจึงเป็นศูนย์ เมื่อมีการใช้สนามแม่เหล็กภายนอกที่แข็งแกร่ง, ไดโพลแม่เหล็กถาวรจะจัดเรียงตัวเองขนานกับสนามแม่เหล็กที่ใช้และก่อให้เกิดการเป็นแม่เหล็กในเชิงบวก เนื่องจากการจัดเรียงของไดโพลขนานกับสนามแม่เหล็กที่ใช้นั้นไม่สมบูรณ์ การเป็นแม่เหล็กจึงมีค่าน้อยมาก

วัสดุที่ถูกผลักออกด้วยแม่เหล็ก เช่น สังกะสี, ปรอท, ตะกั่ว, กำมะถัน, ทองแดง, เงิน, บิสมัท, ไม้ เป็นต้น เรียกว่าวัสดุไดอาแมกเนติก ค่าความซึมผ่านของมันน้อยกว่าหนึ่งเล็กน้อย ตัวอย่างเช่น ค่าความซึมผ่านสัมพัทธ์ของบิสมัทคือ 0.00083, ทองแดงคือ 0.000005 และไม้คือ 0.9999995 พวกมันจะถูกทำให้เป็นแม่เหล็กเล็กน้อยเมื่อถูกวางไว้ในสนามแม่เหล็กที่แรงมากและจะทำปฏิกิริยาในทิศทางตรงข้ามกับสนามแม่เหล็กที่ใช้

ในวัสดุไดอาแมกเนติก, สนามแม่เหล็กที่ค่อนข้างอ่อนสองสนามซึ่งเกิดจากการโคจรของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสและการหมุนรอบแกนจะอยู่ในทิศทางตรงกันข้ามและหักล้างกัน ไดโพลแม่เหล็กถาวรไม่มีอยู่ในพวกมัน วัสดุไดอาแมกเนติกมีประโยชน์น้อยมากหรือไม่มีเลยในด้านวิศวกรรมไฟฟ้า

ในวัสดุไดอาแมกเนติก อะตอมจะไม่มีโมเมนต์แม่เหล็กสุทธิเมื่อไม่มีสนามแม่เหล็กถูกใช้ ภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กที่ใช้ (H) อิเล็กตรอนที่กำลังหมุนจะมีการส่าย และการเคลื่อนที่นี้ซึ่งเป็นกระแสไฟฟ้าชนิดหนึ่งจะทำให้เกิดการเป็นแม่เหล็ก (M) ในทิศทางตรงกันข้ามกับสนามที่ใช้ วัสดุทุกชนิดมีผลไดอาแมกเนติก อย่างไรก็ตาม มักจะเกิดกรณีที่ผลไดอาแมกเนติกถูกบดบังด้วยพาราแมกเนติกหรือเฟอร์โรแมกเนติกที่ใหญ่กว่า ค่าสภาพรับ (susceptibility) เป็นอิสระจากอุณหภูมิ

วัสดุที่ถูกดึงดูดอย่างแรงด้วยสนามแม่เหล็กหรือแม่เหล็กเรียกว่าวัสดุเฟอร์โรแมกเนติก ตัวอย่างเช่น เหล็ก, เหล็กกล้า, นิกเกิล, โคบอลต์ เป็นต้น ค่าความซึมผ่านของวัสดุเหล่านี้สูงมาก (อยู่ในช่วงหลายร้อยหรือหลายพัน)

ผลแม่เหล็กตรงข้ามของการเคลื่อนที่โคจรของอิเล็กตรอนและการหมุนของอิเล็กตรอนรอบแกนไม่หักล้างกันในอะตอมของวัสดุดังกล่าว มีการมีส่วนร่วมที่ค่อนข้างใหญ่จากแต่ละอะตอมซึ่งช่วยในการสร้างสนามแม่เหล็กภายใน ดังนั้นเมื่อวัสดุถูกวางในสนามแม่เหล็ก ค่าของมันจะเพิ่มขึ้นหลายเท่าจากค่าที่เคยมีอยู่ในพื้นที่ว่างก่อนที่วัสดุจะถูกวางไว้ที่นั่น

สำหรับวัตถุประสงค์ทางวิศวกรรมไฟฟ้า การจำแนกวัสดุเป็นเพียงแค่เฟอร์โรแมกเนติกและไม่ใช่เฟอร์โรแมกเนติกก็เพียงพอแล้ว แบบหลังรวมถึงวัสดุที่มีค่าความซึมผ่านสัมพัทธ์เท่ากับหนึ่งในทางปฏิบัติ ในขณะที่แบบแรกมีค่าความซึมผ่านสัมพัทธ์มากกว่าหนึ่งหลายเท่า วัสดุพาราแมกเนติกและไดอาแมกเนติกจะจัดอยู่ในกลุ่มวัสดุที่ไม่ใช่เฟอร์โรแมกเนติก

3.1 วัสดุเฟอร์โรแมกเนติกอ่อน

วัสดุเหล่านี้มีค่าความซึมผ่านสัมพัทธ์สูง, แรงบังคับต่ำ, สามารถทำให้เป็นแม่เหล็กและลบล้างอำนาจแม่เหล็กได้ง่าย และมีการฮิสเทรีซีสที่เล็กมาก วัสดุเฟอร์โรแมกเนติกอ่อนคือเหล็กและโลหะผสมต่างๆ กับวัสดุเช่น นิกเกิล, โคบอลต์, ทังสเตน และอะลูมิเนียม ความง่ายในการทำให้เป็นแม่เหล็กและลบล้างอำนาจแม่เหล็กทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์แม่เหล็ก เช่นในแม่เหล็กไฟฟ้า, มอเตอร์ไฟฟ้า, เครื่องกำเนิดไฟฟ้า, หม้อแปลง, ตัวเหนี่ยวนำ, เครื่องรับโทรศัพท์, รีเลย์ เป็นต้น นอกจากนี้ยังเป็นประโยชน์สำหรับการป้องกันแม่เหล็ก คุณสมบัติของพวกมันอาจได้รับการปรับปรุงอย่างมากผ่านการผลิตที่พิถีพิถันและการให้ความร้อนและการอบอ่อนอย่างช้าๆ เพื่อให้ได้ความบริสุทธิ์ของผลึกในระดับสูง โมเมนต์แม่เหล็กขนาดใหญ่ที่อุณหภูมิห้องทำให้วัสดุเฟอร์โรแมกเนติกอ่อนมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับวงจรแม่เหล็ก แต่เฟอร์โรแมกเนติกเป็นตัวนำที่ดีมากและสูญเสียพลังงานจากกระแสไหลวนที่เกิดขึ้นภายในพวกมัน มีการสูญเสียพลังงานเพิ่มเติมเนื่องจากการทำให้เป็นแม่เหล็กไม่ได้ดำเนินไปอย่างราบรื่น แต่เป็นการกระโดดเล็กๆ น้อยๆ การสูญเสียนี้เรียกว่าการสูญเสียแม่เหล็กตกค้างและขึ้นอยู่กับความถี่ของความหนาแน่นฟลักซ์ที่เปลี่ยนแปลงเท่านั้นและไม่ขึ้นอยู่กับขนาด

3.2 วัสดุเฟอร์โรแมกเนติกแข็ง

วัสดุเหล่านี้มีความซึมผ่านสัมพัทธ์ค่อนข้างต่ำ และมีแรงบังคับที่สูงมาก สิ่งเหล่านี้ทำให้ยากต่อการทำให้เป็นแม่เหล็กและลบล้างอำนาจแม่เหล็ก วัสดุเฟอร์โรแมกเนติกแข็งทั่วไปได้แก่ เหล็กกล้าโคบอลต์และโลหะผสมเฟอร์โรแมกเนติกต่างๆ ของโคบอลต์, อะลูมิเนียม และนิกเกิล พวกมันสามารถรักษาอำนาจแม่เหล็กไว้ได้สูงและมีการสูญเสียฮิสเทรีซีสค่อนข้างสูง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับใช้เป็นแม่เหล็กถาวร เช่น ลำโพง, เครื่องมือวัด เป็นต้น

เฟอร์ไรต์เป็นกลุ่มพิเศษของวัสดุเฟอร์โรแมกเนติกที่อยู่ในตำแหน่งกึ่งกลางระหว่างวัสดุเฟอร์โรแมกเนติกและวัสดุที่ไม่ใช่เฟอร์โรแมกเนติก ประกอบด้วยอนุภาคที่ละเอียดมากของวัสดุเฟอร์โรแมกเนติกที่มีค่าความซึมผ่านสูง และยึดเข้าด้วยกันด้วยเรซินที่ใช้เป็นตัวยึด การเป็นแม่เหล็กที่เกิดขึ้นในเฟอร์ไรต์มีขนาดใหญ่พอที่จะมีมูลค่าทางการค้า แต่ความอิ่มตัวของแม่เหล็กไม่ได้สูงเท่ากับวัสดุเฟอร์โรแมกเนติก เช่นเดียวกับในกรณีของเฟอร์โรแมกเนติก เฟอร์ไรต์อาจเป็นเฟอร์ไรต์อ่อนหรือแข็งได้

4.1 เฟอร์ไรต์อ่อน

แม่เหล็กเซรามิกที่เรียกอีกอย่างว่าฟีโรแมกเนติกเซรามิกส์ ผลิตจากออกไซด์เหล็ก Fe2O3 โดยมีออกไซด์ไดวาเลนต์หนึ่งหรือมากกว่านั้น เช่น NiO, MnO หรือ ZnO แม่เหล็กเหล่านี้มีวงจรฮิสเทอเรซิสเป็นรูปสี่เหลี่ยมและมีความต้านทานสูง รวมถึงการลดการแม่เหล็กถอยหลัง ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่มีค่าในการใช้งานกับเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ต้องการความต้านทานสูง ข้อได้เปรียบที่สำคัญของเฟอร์ไรต์คือความต้านทานไฟฟ้าสูง แม่เหล็กเชิงพาณิชย์มีความต้านทานสูงถึง 10^9 โอห์ม-ซม. กระแสไอ้ดี้ที่เกิดจากสนามไฟฟ้าสลับจึงลดลงเหลือน้อยที่สุด และช่วงการใช้งานของวัสดุแม่เหล็กเหล่านี้ก็ขยายไปถึงความถี่สูง แม้กระทั่งไมโครเวฟ เฟอร์ไรต์ถูกผลิตอย่างระมัดระวังโดยการผสมออกไซด์ผง อัดแน่น และเผาด้วยอุณหภูมิสูง หม้อแปลงความถี่สูงในโทรทัศน์และเครื่องรับสัญญาณแบบโมดูลเรตถูกสร้างขึ้นเกือบเสมอด้วยแกนเฟอร์ไรต์

4.2 เฟอร์ไรต์แข็ง

วัสดุแม่เหล็กถาวรเซรามิกส์เหล่านี้ กลุ่มสำคัญที่สุดของเฟอร์ไรต์แข็งมีองค์ประกอบพื้นฐานเป็น MO.Fe2O3 ซึ่ง M คือไอออนบาเรียม (Ba) หรือสตรอนเทียม (Sr) วัสดุเหล่านี้มีโครงสร้างแบบฮีกซะกลอนและมีต้นทุนต่ำและความหนาแน่นต่ำ เฟอร์ไรต์แข็งถูกใช้ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า รีเลย์ และมอเตอร์ การใช้งานอิเล็กทรอนิกส์รวมถึงแม่เหล็กสำหรับลำโพงเสียงดัง สายเรียกเข้าโทรศัพท์ และเครื่องรับสัญญาณ นอกจากนี้ยังใช้ในอุปกรณ์ยึดติดสำหรับประตูปิด ซีล ล็อค และในหลายดีไซน์ของของเล่น

แหล่งข้อมูลต้นฉบับ: https://electronicspani.com/types-of-magnetic-materials/

NBAEM เป็นผู้จัดจำหน่ายวัสดุแม่เหล็กมืออาชีพจากประเทศไทย เรามีประสบการณ์ในการส่งออกวัสดุแม่เหล็กแบบสั่งทำพิเศษมากกว่าทศวรรษ เราให้บริการสินค้าคุณภาพสูงและมาตรฐานสูง หากคุณกำลังมองหาแหล่งจัดหาวัสดุแม่เหล็ก หรือมีคำถามเกี่ยวกับการนำเข้าสินค้าจากประเทศไทย คุณสามารถติดต่อเราได้โดยตรง