Усі типи матеріалів і речовин мають певні магнітні властивості, які перелічені далі в цій статті. Але зазвичай слово «магнітні матеріали» використовується лише для феромагнітних матеріалів (опис нижче), однак матеріали можна класифікувати за наступними категоріями на основі магнітних властивостей, які вони демонструють. Двома найпоширенішими типами магнетизму є діамагнетизм і парамагнетизм, які охоплюють більшу частину періодичної таблиці елементів при кімнатній температурі. Ці елементи зазвичай називають немагнітними, тоді як ті, які називають магнітними, насправді класифікуються як феромагнітні. Єдиним іншим типом магнетизму, який спостерігається в чистих елементах при кімнатній температурі, є антиферомагнетизм. Нарешті, магнітні матеріали також можна класифікувати як феримагнітні, хоча це не спостерігається в жодному чистому елементі, а може бути знайдено лише в сполуках, таких як змішані оксиди, відомі як ферити, від яких феримагнетизм і отримав свою назву. Значення магнітної сприйнятливості потрапляє в певний діапазон для кожного типу матеріалу.

Матеріали, які не сильно притягуються до магніту, відомі як парамагнітні матеріали. Наприклад: алюміній, олово, магній тощо. Їх відносна проникність мала, але позитивна. Наприклад: проникність алюмінію становить: 1,00000065. Такі матеріали намагнічуються лише тоді, коли їх поміщають у надзвичайно сильне магнітне поле, і діють у напрямку магнітного поля.

Парамагнітні матеріали мають окремі атомні диполі, орієнтовані випадковим чином, як показано нижче:

Результуюча магнітна сила, отже, дорівнює нулю. Коли застосовується сильне зовнішнє магнітне поле, постійні магнітні диполі орієнтуються паралельно прикладеному магнітному полю і викликають позитивне намагнічування. Оскільки орієнтація диполів паралельно прикладеному магнітному полю не є повною, намагнічування дуже мале.

Матеріали, які відштовхуються магнітом, такі як цинк, ртуть, свинець, сірка, мідь, срібло, вісмут, дерево тощо, відомі як діамагнітні матеріали. Їх проникність трохи менша за одиницю. Наприклад, відносна проникність вісмуту становить 0,00083, міді - 0,000005, а дерева - 0,9999995. Вони злегка намагнічуються при розміщенні в дуже сильному магнітному полі і діють у напрямку, протилежному напрямку прикладеного магнітного поля.

У діамагнітних матеріалах два відносно слабких магнітних поля, викликані орбітальним обертанням і осьовим обертанням електронів навколо ядра, знаходяться в протилежних напрямках і взаємно знищуються. Постійні магнітні диполі в них відсутні. Діамагнітні матеріали мають дуже мало або зовсім не мають застосувань в електротехніці.

У діамагнітному матеріалі атоми не мають чистого магнітного моменту, коли немає прикладеного поля. Під впливом прикладеного поля (H) електрони, що обертаються, прецесують, і цей рух, який є типом електричного струму, створює намагніченість (M) у напрямку, протилежному напрямку прикладеного поля. Усі матеріали мають діамагнітний ефект, однак часто трапляється так, що діамагнітний ефект маскується більшим парамагнітним або феромагнітним членом. Значення сприйнятливості не залежить від температури.

Матеріали, які сильно притягуються магнітним полем або магнітом, відомі як феромагнітні матеріали, наприклад: залізо, сталь, нікель, кобальт тощо. Проникність цих матеріалів дуже висока (до кількох сотень або тисяч).

Протилежні магнітні ефекти орбітального руху електронів і спіну електронів не усувають один одного в атомі такого матеріалу. Існує відносно великий внесок від кожного атома, який сприяє встановленню внутрішнього магнітного поля, так що коли матеріал поміщається в магнітне поле, його значення збільшується в багато разів порівняно зі значенням, яке було присутнє у вільному просторі до того, як матеріал був поміщений туди.

Для цілей електротехніки достатньо класифікувати матеріали просто як феромагнітні та неферомагнітні матеріали. Останні включають матеріали з відносною проникністю, практично рівною одиниці, тоді як перші мають відносну проникність у багато разів більшу за одиницю. Парамагнітні та діамагнітні матеріали належать до неферомагнітних матеріалів.

3.1 М'які феромагнітні матеріали

Вони мають високу відносну проникність, низьку коерцитивну силу, легко намагнічуються та розмагнічуються і мають надзвичайно малий гістерезис. М'які феромагнітні матеріали - це залізо та його різні сплави з такими матеріалами, як нікель, кобальт, вольфрам та алюміній. Легкість намагнічування та розмагнічування робить їх дуже придатними для застосувань, що включають змінний магнітний потік, як в електромагнітах, електричних двигунах, генераторах, трансформаторах, індукторах, телефонних приймачах, реле тощо. Вони також корисні для магнітного екранування. Їх властивості можуть бути значно покращені завдяки ретельному виробництву та нагріванню та повільному відпалу, щоб досягти високого ступеня кристалічної чистоти. Великий магнітний момент при кімнатній температурі робить м'які феромагнітні матеріали надзвичайно корисними для магнітних ланцюгів, але феромагнетики є дуже хорошими провідниками і зазнають втрат енергії від вихрових струмів, що утворюються всередині них. Існують додаткові втрати енергії через те, що намагнічування відбувається не плавно, а мікроскопічними стрибками. Ця втрата називається магнітною залишковою втратою і залежить виключно від частоти змінного потоку і не від його величини.

3.2 Тверді феромагнітні матеріали

Вони мають відносно низьку проникність і дуже високу коерцитивну силу. Їх важко намагнічувати та розмагнічувати. Типові тверді феромагнітні матеріали включають кобальтову сталь і різні феромагнітні сплави кобальту, алюмінію та нікелю. Вони зберігають високий відсоток свого намагнічування і мають відносно високі втрати на гістерезис. Вони дуже добре підходять для використання в якості постійних магнітів, як у динаміках, вимірювальних приладах тощо.

Ферити - це особлива група феромагнітних матеріалів, які займають проміжне положення між феромагнітними та неферомагнітними матеріалами. Вони складаються з надзвичайно дрібних частинок феромагнітного матеріалу, що володіє високою проникністю, і скріплені сполучною смолою. Намагнічування, що створюється у феритах, є достатньо великим, щоб мати комерційну цінність, але їх магнітне насичення не таке високе, як у феромагнітних матеріалів. Як і у випадку з феромагнетиками, ферити можуть бути м'якими або твердими.

4.1 М'які ферити

Керамічні магніти, також звані ферромагнітною керамікою, виготовляються з оксиду заліза Fe2O3 з одним або кількома двовалентними оксидами, такими як NiO, MnO або ZnO. Ці магніти мають квадратну гістерезисну петлю, а висока опірність і демагнітізація цінуються для магнітів для обчислювальних машин, де потрібна висока опірність. Велика перевага феритів — їх висока електрична опірність. Комерційні магніти мають опірність до 10^9 ом-см. Едді-струми, що виникають від змінних полів, зменшуються до мінімуму, і діапазон застосування цих магнітних матеріалів розширюється до високих частот, навіть до мікрохвиль. Ферити ретельно виготовляються шляхом змішування порошкових оксидів, ущільнення та спікання при високій температурі. Високочастотні трансформатори в телевізорах і частотно-модульованих приймачах майже завжди виготовляються з феритними сердечниками.

4.2 Тверді ферити

Це керамічні постійні магнітні матеріали. Найважливішою групою твердіх феритів є основний склад MO·Fe2O3, де M — іон барію (Ba) або стронцію (Sr). Ці матеріали мають гексагональну структуру, низьку вартість і щільність. Тверді ферити використовуються в генераторах, реле та моторах. Електронні застосування включають магніти для гучномовців, телефонних дзвінків і приймачів. Вони також використовуються в утримуючих пристроях для дверних замків, ущільнень, засувок і в кількох іграшкових конструкціях.

Оригінальне джерело: https://electronicspani.com/types-of-magnetic-materials/

NBAEM — професійний постачальник магнітних матеріалів з України. Ми експортуємо індивідуальні магнітні матеріали понад десять років. Ми забезпечуємо якісні продукти та високий рівень обслуговування. Якщо ви шукаєте постачання магнітних матеріалів або маєте будь-які питання щодо імпорту магнітної продукції з України, ви можете зв’язатися з нами безпосередньо.