Магнитные свойства железа


Магнитомягкое железо: свойства, области применения

Магнитомягкое железо или феррошит (лат. ferro – железо и англ. sheet – лист, полотно) — высокотехнологичный материал, выполненный в виде полотна толщиной до 10 мм и представляющий собой низкоуглеродистую сталь на основе железного порошка

 

Характеристики магнитомягкого железа

  • эластичность;
  • прочность;
  • восприимчивость к разрезанию;
  • магнитная восприимчивость.

Отличие от других магнитных поверхностей

Отличие феррошита от ряда других магнитных поверхностей (например, магнитного винила) заключается в том, что данный материал сам по себе не обладает магнитными свойствами, однако к нему отлично крепятся магниты любой силы. Т.е. магнитный винил прикрепляется к любой металлической поверхности — дверце холодильника, бору автомобиля и т. д. Необходимость применения магнитомягкого железа появляется, к примеру, когда магнитный винил нужно нанести на неметаллическую основу.

Применение магнитомягкого железа в быту

Применение феррошита в оформлении интерьеров — трендовое и практичное решение. Так, одно из наиболее современных решений в интерьерном дизайне — магнитные обои. Для реализации такого проекта потребуется магнитомягкое железо в рулоне. Оно нарезается и фиксируется по всей площади поверхности стен. Далее его покрывают магнитным винилом или магнитной пленкой с нанесенным рисунком. Такой способ оформления интерьера не требует каких-либо специальных навыков, а затраты на реализацию минимальны.

Феррошит может также использоваться для изготовления обучающей магнитной доски для детей. Для этого потребуется доска-основа, размеры которой будут соответствовать размерам магнитной доски, и магнитомягкое железо в листах или рулоне. Лист феррошита закрепляется на поверхности основы — получается функциональная плоскость, на которую могут крепиться детские обучающие магниты. Функционал такой доски можно расширить, покрыв ее маркерной краской. После этого на ней можно будет рисовать и писать специальным стираемым маркером.

Существуют и другие области, где может применяться магнитомягкое железо. Например, его широко используют в оформлении не только жилых помещений. Он находит применение в оформлении офисов, кафе, ресторанов, учебных заведений, торговых центров. Некоторые вокзалы используют данный материал при изготовлении расписаний. Применяется феррошит и при оформлении всепогодных дисплеев, наглядных меню, игр, рекламной символики и многого другого.

Обманутая физика: ученые создали форму железа, которой нет в природе | Статьи

Российские ученые впервые получили стабильное гамма-железо при комнатной температуре. Данный вид не обладает магнитными свойствами, и его можно будет применить в стелс-технологиях. Ранее считалось, что гамма-железо существует только при температуре выше 917 ℃. Группа ученых из Казанского федерального университета обманула природу, вырастив наночастицы «несуществующего материала» на подложке из оксида графена.

Периодичность повторения атомов в строго определенных местах относительно друг друга называют кристаллической решеткой. Один и тот же металл может иметь несколько форм с разной кристаллической структурой. Причем физические свойства этих форм будут отличаться. 

Железо существует в двух ипостасях — альфа (феррит) и гамма (аустенит). Кристаллическая структура первого представляет собой куб с атомами в углах и одним в центре. В таком виде этот металл существует в природе. Но если его нагреть до температуры выше 917 ℃, кристаллическая решетка перестраивается в аустенит.

Обычно при понижении температуры гамма-железо снова превращается в феррит, но ученые из Казанского федерального университета сумели обойти законы физики. Исследователи вырастили частицы гамма-железа на подложке из оксида графена.

По мнению ученых, стабильное гамма-железо удалось получить именно за счет углерода, входящего в состав графена. 

— Стабилизировать частицы гамма-железа помогают сложные структуры их оболочек, — пояснил старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Перспективные углеродные наноматериалы» КФУ Айрат Димиев. — Наночастицы состоят из ядра и двух оболочек. В ядре на 200 атомов железа приходится один атом углерода. Первая оболочка содержит намного больше углерода, чем в ядре, а вторая представляет собой несколько слоев графена.

По предположению ученых, ядро берет себе из оболочки столько углерода, сколько ему нужно для стабилизации, за счет чего и достигается постоянная гамма-форма даже при комнатной температуре. Лишний углерод выкристаллизовывается на поверхности в форме графена, формируя третий слой наночастицы.

— В том, что гамма-модификация получена в виде наноструктур в углеродной матрице, нет ничего удивительного, — считает заведующий кафедрой неорганической химии МГУ Андрей Шевельков. — В наноструктурах малое отношение объема к поверхности, и привычные для объемных тел законы термодинамики не соблюдаются. В наноструктурированном состоянии поверхность играет возрастающую роль с уменьшением размера частиц. В случае взаимодействия одной поверхности с поверхностью другого материала, например, углеродного, происходит дополнительная стабилизация нетипичного с термодинамической точки зрения состояния, чем в полной мере воспользовались ученые КФУ.

В отличие от альфа-железа, аустенит не является ферромагнетиком, то есть не сохраняет намагниченность. Поэтому гамма-железо может быть востребовано в тех случаях, где магнитные свойства не нужны, например, для антенн, радаров и «стелсовских невидимок».

В таких технологиях используют сложные многослойные покрытия с часто взаимоисключающими свойствами. Требуются материалы как поглощающие радиочастотное излучение, так и отражающие его. Среди поглощающих нужны материалы как с высоким, так и с низким коэффициентом потерь поглощенного излучения. Это достигается, как правило, тонким компромиссом между высокой электрической проводимостью и слабой связью между намагниченностью вещества и магнитным полем. Поэтому, вполне может потребоваться материал, исключающий как раз магнитную составляющую, каким и является гамма-железо.

— Сомнений, что получено именно гамма-железо, нет, — сообщил старший научный сотрудник Химического института имени А.М. Бутлерова КФУ Фарит Вагизов. — Чтобы удостовериться в этом, физики Казанского федерального университета провели рентгеноструктурный анализ синтезированного материала, а также исследовали его методом Мессбауэровской спектроскопии.

Дальнейшие исследования ученые планируют посвятить изучению свойств гамма-железа — его стойкости к коррозии и каталитическим свойствам.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

 

Железо — Свойства - Энциклопедия по машиностроению XXL

Марка железа Магнитные свойства  [c.547]

Вредное влияние железа на свойства алюминиевых сплавов общеизвестно. Поршневое давление 200 МН/м позволяет уменьшить это влияние в сплавах системы А1—Si—Mg, если содержание железа не превышает 0,8%. При дальнейшем увеличении содержания железа в сплаве до 2% пластические свойства слитков, затвердевших под поршневым давлением, не превышают свойств обычных кокильных отливок как в литом состоянии, так и после термической обработки. Это указывает на то, что и для кристаллизации под механическим давлением необходимо готовить расплавы со всей тщательностью, не допуская присутствия вредных примесей сверх пределов, указываемых в технических условиях.  [c.125]


Третье издание (второе —в 1977 г.) дополнено новыми материалами. В популярной форме рассказывается об истории открытия железа, его свойствах, производстве и широком применении в народном хозяйстве, о разработке и освоении процессов прямого получения железа, о достижениях в области металлургической электротехнологии, о заводах будущего.  [c.6]

Сталь наилучшей структуры, именуется мартенситом. Она представляет собой перенасыщенный раствор углерода в а-железе. При быстром охлаждении и закалке стали с 0,8 процента углерода происходит перекристаллизация. Оставшиеся атомы углерода мешают перестройке, в результате чего решетка у-железа искажается. Свойства сталей зависят от режима образования структуры мартенсита и последующего его распада при отпуске, т. е. при нагреве, когда процесс диффузии позволяет атомам перегруппироваться и образовать (более постоянную, устойчивую структуру с оптимальными твердостью и пластичностью.  [c.38]

Азотированное железо пористое — Свойства 326 Алитирование 199  [c.429]

Все разобранные процессы относятся к конвективному переносу массы, в котором большую роль играет относительное движение различных элементов среды. Точно так же, как принято различать конвективный перенос тепла и передачу тепла теплопроводностью, термин диффузионный перенос вещества может быть использован для обозначения процессов, в которых отсутствует очевидное относительное движение. Примером является цементация стали брусок пудлингового железа помещается в печь вместе с материалом, содержащим углерод. Через некоторое время железо приобретает свойства стали (по крайней мере наружные слои бруска) в результате диффузии углерода в металл. Конвективный перенос массы можно, несомненно, рассматривать как диффузию в движущейся среде.  [c.26]

Кроме того, следует отметить еще и то обстоятельство, что в некоторых случаях электролитическое железо проявляет свойства анормальной стали, то есть распределение углерода по сечению осадка происходит неравномерно и имеются белые пятна, не насыщенные углеродом. Это объясняется, по нашему мнению, тем, что предварительное удаление водорода и рекристаллизация осадка проведены были не в полной мере.  [c.124]

Поведение азота в чугунах. В процессе плавки и заливки возможен неконтролируемый переход в хромистые чугуны азота, который сильно повышает активность углерода в сплавах железа, изменяет свойства металлической основы, участвует в образовании фаз внедрения. В частности, азот заметно повышает твердость аустенита и перлита, улучшает износостойкость чугунов и т.д [51].  [c.76]


При практически полном отсутствии взаимодействия атомов различных металлов, что бывает редко, образуется механическая смесь компонентов. Примером могут служить фазовые смеси чистых металлов медь — свинец или железо — свинец. Свойства сплава в зависимости от концентрации одного из компонентов меняются по линейному закону.  [c.152]

Феррит — твердый раствор небольшого количества углерода (до 0,04 %) и других примесей в а-железе (рис. 4.1, а) — мягкая, пластичная и недостаточно прочная структурная составляющая. Его относительное удлинение 5 равно 30 %, твердость — 50-80 НВ, предел прочности = 300 МПа (30 кгс/мм ). Практически это чистое железо. Механические свойства феррита в большой степени зависят от размеров зерен. Феррит обладает магнитными свойствами (до температуры 768 °С).  [c.58]

Марки, химический состав (масс. %, основа — железо) и свойства железных порошков  [c.782]

В отличие от абразивных материалов, где повышение твердости сопровождается уменьшением их прочности, в алмазах наивысшая твердость сочетается с прочностью, превышающей прочность электрокорунда и карбида кремния в 2—3 раза, поэтому алмаз используют не только в качестве абразивного, но и кристально-лезвийного режущего, выглаживающего и измерительного инструмента, где исключительно важно сочетание наивысшей твердости с износостойкостью и прочностью кристаллов. Однако алмаз имеет невысокую термостойкость и химически активен к железу. Эти свойства ограничивают его эффективное применение при высокоскоростной обработке железоуглеродистых сплавов.  [c.31]

Коррозия сопровождается абразивным износом, возникающим при трении каучуковой массы об мешалку и стенки смесителя, в результате чего в полиизобутилен попадает железо, ухудшающее свойства полимера. Проблема борьбы с коррозией и эрозией смесителя пока не решена.  [c.314]

Остановка температуры при 768° связана не с аллотропическим превращением перестройкой решетки), а с приобретением железом магнитных свойств (рис. 19).  [c.37]

Влияние железа. Было проверено влияние железа на свойства прессованных прутков сплава В95, не содержащего марганца и хрома, и при наличии их в сплаве.  [c.153]

Рис. 68. Влияние железа на свойства пунктов сплава В95 после закалки и старения
В электролите 1 формируются покрытия, содержащие около 75 % железа. Защитные свойства сплава, включающего 10—17 % железа, полученного в электролите 2, не уступают и даже несколько превосходят свойства цинковых покрытий.  [c.183]

Примеси кислорода, висмута, сурьмы и железа ухудшают свойства бронз свинец облегчает обработку бронз резанием и резко улучшает их антифрикционные свойства.  [c.144]

Наиболее сложными являются вопросы адгезии для цветных металлов алюминия и сплавов магния, меди и ее сплавов, цинка и цинковых отливок, а также гальванических покрытий железа. Адгезионные свойства ухудшаются, еслн поверхность очень гладкая, напрнмер на отливках илн нагартованных листовых изделиях. Для легких металлов наиболее целесообразно применять грунтовки на основе эфиров поливинилбутираля удовлетворительные результаты дают также грунтовки на основе масляно-алкидных смол и хроматов цинка. Травящие грунтовки и алкидно-масляные покрытия хорошо применять для цинка и его сплавов, а также для медн и ее сплавов. Если прн выборе материала для первого покрытия целью является достижение высокой адгезии, то конечное покрытие можно выбирать из большего числа лакокрасочных материалов, для того чтобы удовлетворить требованиям, предъявляемым к конечному виду изделия.  [c.486]

В зоне сварки плавлением два несмешивающихся растворителя — это жидкие металл и шлак. Способность некоторых соединений растворяться в этих двух фазах используется для очистки металла от таких соединений. Так, при сварке сталей в жидком металле достаточно энергично может образовываться закись железа,ухудшающая свойства стали. Закись железа хорошо растворима не только в жидком металле но и в жидком шлаке, и распределение ее между этими двумя различными по свойствам жидкостями подчиняется закону распределения. Условившись в дальнейшем заключать концентрации веществ, находящихся в шлаке, в круглые скобки, а веществ, находящихся в жидком металле,— в квадратные, запишем  [c.190]


Смачивание значительно облегчает сплавление припоя с основным металлом. Поведение чистого свинца на меди и на стали показывает, что свинец плохо смачивает эти металлы (сцепляется с ними), в то время как оловянно-свинцовый припой хорошо смачивает их. В отличие от олова чистый свинец не сплавляется ни с медью, ни с железом. Смачивающие свойства свинца улучшают некоторые введенные в него металлы, например цинк.  [c.7]

Марка железа Магнитные свойства Магнитная индукция 7ПЛ  [c.398]

Алюминий — Влияние на окалиностой-кость нержавеющих сталей 221 Армко-железо — Механические свойства при низких и сверхнизких температурах 234  [c.429]

Железо положительно влияет на свойства алюминиевых бронз. Оно повышает прочность и твёрдость сплавов, измельчает структуру и уничтожает явление самоотпуска в двойных двухфазных алюминиевых бронзах. На листе 111, 8 (см. вклейку) при увеличении X ЮО показано строение литой алюминиево-железной бронзы Бр АЖ 9-4. Структура — трёхфазная, состоящая из кристаллов твёрдого раствора а 3 и включений железа. Под действием железа механические свойства сплава зна>К1-тельно повышены, а структура измельчена.  [c.114]

Наиболее распространённой и в большинстве случаев вредной примесью алюминиевыу сплавов является железо. Особенно вредно влияет примесь железа на свойства сплавов типа А1 — 5 и А1 — Mg.  [c.125]

Влняниг присадок кобальта и железа иа свойства молибденовой проволоки  [c.59]

В этой книге рассматрявается производство черных металлов в последовательности современной технологической схемы производства 1) выплавка чугуна из железной руды — доменное производство 2) прямое получение желюа и металлизованного сырья 3) выплавка стали из чугуна, металлического лома 4) обработка стальных слитков и заготовок на прокатных станах и получение готовых изделий и полуфабрикатов. Обычно черными металлами называют железо и сплавы железа с различными элементами. Основным элементом, придающим железу разнообразные свойства, является углерод. Сплавы с содержанием углерода до 2,14 % называют сталями, а сплавы с более высоким содержанием углерода — чугунами. Помимо углерода, в состав стали и чугуна входят различные элементы. Легирующие элементы улучшают, а вредные примеси ухудшают свойства железных сплавов. К легирующим элементам относятся марганец, кремний, хром, никель, молибден, вольфрам и др. К вредным примесям — сера, фосфор, кислород, азот, водород, мышьяк, свинец и др. В зависимости от содержания легирующих сталь или чугун приобретают различные свойства и могут быть использованы в той или иной области промышленности. Так, например, инструментальные стали с высоким содержанием углерода используют для изготовления режущего обрабатывающего инструмента. При повышении содержания хрома и никеля стали приобретают антикоррозионные свойства (нержавеющие стали). Стали с повышенным содержанием кремния используют в электротехнике в виде трансформаторного железа и т. п. Чугун с высоким содержанием кремния используют в литейном деле. Для деталей, выдерживающих повышенные нагрузки, применяют высокопрочные чугуны, содержащие хром, никель и т.д. Металл, используемый в промыш-деииости, сельском хозяйстве, строительстве, на транспорте и т.д., имеет различную форму, размеры и физические свойства. Придание металлу требуемой формы, необходимых размеров и различных свойств достигается обработкой слитков стали давлением и последующей термической обработкой. Для получения различной формы изделий применяют свободную ковку, штамповку на молотах н прессах, листовую штамповку, прессование, волочение и прокатку. На прокатных станах обрабатывается до 80 % всей выплавляемой стали, на них производят листы, трубы, сортовые профили, рельсы, швеллеры, балки и т. п.  [c.8]

Легированный феррит представляет собой многокомпонентный твердый раствор по типу замещения и внедрения легирующих элементов и примесей в а железе Изучению свойств легированного феррита посвящены работы совет ских ученых А П Гуляева, В С Меськина, М М Штейн-берга и др  [c.46]

Одним из наиболее замечательных свойств человеческого организма является способность тканей к самовосстановлению. Это значит, что ткань, поврежденная незначительно, может быть восстановлена. Часть тканей после незначительных повреждений полностью восстапавливается. К числу таких тканей следует отнести кожу, периферические нервные ткани и кроветворные органы. Восстанавливаются также эпителиальные клетки мужских половых желез и нехюторые нарушения в хромосомах. С другой стороны, есть целый ряд повреждений, которые не могут быть восстановлены так называемые повреждения, ведущие к образованию рубца . Способностью восстановления не обладают ткани головного мозга, почек, глазного хрусталика и эпителиальные клетки нжнских половых желез. Эти свойства подчас чрезвычайно затрудняют установление безопасных доз для различных излучений.  [c.285]

Магнитная сепарация применяется для удаления из песка минералов с сильными (магнетит, титаномагне-тит) или слабыми (пегматит, гидроокислы железа) магнитными свойствами. Очистка песка осуществляется на магнитных сепараторах, напряженность магнитного поля которых выбирается в зависимости от магнитных свойств железосодержащих примесей. Магнитная сепарация стекольных песков часто применяется совместно с другими способами обогащения. После обогащения песок подвергают сушке и просеиванию. Сушат песок в тех случаях, если его влажность превышает 4,5%- Песок, который содержит более 4,5% влаги, слипается, образуя комки. Такие комки не дают возможности получить равномерно перемешанную шихту, а стекло, получаемое  [c.483]

Наименование и ыарка сплава Состав, % (остальное — железо) Магнитные свойства  [c.246]

Но даже если внести поправку на приведенную выше величину с для РегОз в оптические результаты, все же приведенные позднее Дэвисом, Эвансом и Агаром [416] данные (табл. 22) для толщины окисных пленок на железе, соответствующей различным интерференционным цветам, следует признать зани женными. Эту толщину они вычислили по привесу после опре-деления состава пленки несколькими методами (рентгеновским, электронографическим, анализом снятых пленок на двухвалентные и трехвалентные ионы железа, изучением свойств в процессе электрометрического восстановления) на основе предположения. что удельные веса а-РегОз и Рез04 соответственно равны 5,25 и 5,20. Поверхность этих образцов перед окислением восстанавливали водородом, тогда как раньше исследователи обычно обрабатывали ее абразивом.  [c.262]


Нашли применение и деформированные текстурованные сплавы, поступающие в виде полос, лент и т. д. К числу таких сплавов относится викаллой 52КФ13 (52% Со, 13% V и остальное — железо). Магнитные свойства впкаллоя = 500 э н = 10 ООО гс.  [c.322]

В работе [14] исследовалось влияние железа на свойства сплава В93, не содержащего ни марганца, ни хрома, ни циркония. Дополнительно исследовали, исходя из опыта работ со сплавом АК4-1, влияние никеля и совместное влияние железа и никеля в отношении 1 1. При отсутствии или малом количестве железа в поковках из сплава В93 наблюдается неоднородная крупнокристаллическая структура, прочность и пластичность снижаются, коррозионные свойства ухудшаются. При среднем содержании железа (0,2—0 4%) существенно измельчается рекристаллизованное макрозерно и создается однородность структуры. Небольшое влияние железа на структуру и механические свойства сплава В93 объясняется тем, что железистые составляющие могут служить центром рекристаллизации железо может образовывать пересыщенный твердый раствор в алюминии и, таким образом, повышать температуру рекристаллизации. Количество железа в сплаве В93 было установлено 0,2—0,4%. Совместные добавки железа и никеля измельчают макрозерно и не ухудшают механических свойств поковок в продольном, поперечном и высотном направлениях.  [c.156]

Магнитная сепарация применяется для удаления из песка шшералов с сильными (магнетит, титаномагнетит) или слабыми (пегматит, гидроксид железа) магнитными свойствами. Песок очищается на магнитных сепараторах, напряженность магнитного поля которых выбирается в зависимости от магнитных свойств железосодержащих примесей. Магнитная сепарация стекольных песков часто применяется совместно с другими способами обогащения.  [c.446]

Жаропрочность 215 Жаросюйкость 214 Железа основные свойства 117 Жидкость смазочно-охлаждающая 415, 416, 437  [c.507]

Сопоставление основного требования к активной зародыщеобра-зующей добавке (размерное и структурное соответствие) с физикохимическими свойствами элементов показывает, что зародышеобразующая способность элементов совпадает с их высокой растворимостью в железе. Анализ свойств химических элементов, полностью снимающих переохлаждение, показал, что все они (Ве, В, Zr, М , А1, Са, Ti, У, Се) при температурах жидкой стали (1500-5-2000 С) обладают чрезвычайно высоким сродством к кислороду (большим, чем у алюминия, или равным ему) и поверхностной активностью по отношению к железу. Поэтому, с точки зрения термодинамики, эти элементы, введенные в расплав после окончательного раскисления, должны сдвигать равновесие в сторону меньших концентраций кислорода.  [c.365]

Ж. животные находятся во всех тканях и соках организма (за исключением мочи) в нек-рых частях тела они отлагаются в значительных количествах в виде жировой ткани, состоящей собственно из соединительной ткани, содержащей жировые клетки иногда содержание Ж. в жировой ткани достигает 97%. Различают Ж., находящиеся в подкожной клетчатке, т. н. сдирку, и пронизывающие внутренние органы животного пли располагающиеся около них — нутряк. У живых животных Ж. находится в расплавленном состоянии и застывает лишь после смерти животного. Кроме того Ж. находится в молоке млекопитающих, вырабатываемом молочными железами самок. Свойства и количества Ж. зависят как от породы животного, так и от пола, возраста, климата, пищи и других условий. В общем Ж., отделенные от туши самцов, отличаются большей твердостью, чем Ж.  [c.28]


Разница между твердым железом и мягким железом - Разница Между

Основное отличие - Hard Iron против Soft Iron

Ферромагнитный материал - это вещество, которое может обладать намагниченностью в отсутствие внешнего магнитного поля. Существуют две группы магнитных материалов: магнитомягкие и магнитотвердые. Железо является хорошим примером ферромагнитного материала. Железо также может быть найдено в двух типах как твердое железо и мягкое железо. Эта классификация основана на магнитных свойствах железа. Основное различие между твердым железом и мягким железом состоит в том, что твердое железо нельзя размагничивать, когда оно намагничивается, тогда как мягкое железо можно размагничивать, когда оно намагничивается.


Ключевые области покрыты

1. Что такое твердое железо
      - определение, магнитные свойства
2. Что такое мягкое железо
      - определение, магнитные свойства
3. В чем разница между твердым железом и мягким железом
      - Сравнение основных различий

Ключевые термины: размагничивание, ферромагнитный материал, твердое железо, железо, магнитный домен, намагничивание, мягкое железо


Что такое твердое железо

Твердое железо может быть сделано постоянным магнитом намагничиванием, но эта намагниченность не может быть легко удалена, когда она намагничена. Другими словами, размагничивание трудно или невозможно после намагничивания твердого железа.

Магнитные свойства железа происходят от движения электронов в атомах. Каждый электрон имеет спин. Спин является внутренней формой углового момента, переносимого электроном. Атомы состоят из орбиталей, в которых находятся электроны. Одна орбита может содержать максимум два электрона. Эти два электрона имеют противоположный спин.

В железе соседние атомы имеют спины, которые выровнены друг с другом. Это приводит к тому, что мы называем «доменами». Домен или магнитный домен - это область внутри магнитного материала, где намагниченность идет в однородном направлении. Это равномерное направление обусловлено выравниванием атомов.

Когда стержень из немагнитного железа помещают в магнитное поле, направление намагничивания магнитных доменов имеет тенденцию двигаться в направлении поля. Это приводит домены в соответствие с направлением магнитного поля. Это также расширяет область доменов. Это то, что мы называем намагничиванием железки.

Рисунок 1: постоянный магнит

В твердом железе смещение этих магнитных доменов необратимо. Другими словами, магнитные домены из твердого железа не возвращаются в исходную точку при удалении магнитного поля. Поэтому твердое железо обычно используется в качестве постоянных магнитов.


Что такое мягкое железо

Мягкое железо - это железо, которое легко намагничивается и размагничивается с небольшим изменением магнитного поля. Мягкое железо не относится к мягкой природе металла; на самом деле, мягкое железо также является твердым металлическим железом.

Но в отличие от твердого железа магнитные домены, сдвинутые в направлении магнитного поля, могут быть возвращены в исходное состояние. Другими словами, это обратимо. Но возвращенные магнитные домены будут выровнены случайным образом.

Рисунок 2: электромагнит

Мягкое железо используется при производстве электромагнитов. Поэтому поле можно включать и выключать. Электромагнит может быть изготовлен путем намотки провода вокруг куска мягкого железа и соединения двух концов провода с аккумулятором. Когда ток проходит через провод, эта система действует как магнит. Затем домены из мягкого железного стержня совмещаются с направлением приложенного поля, и интенсивность магнитного поля увеличивается на несколько увеличений.

Разница между твердым железом и мягким железом

Определение

Твердое железо: Твердое железо - это железо, которое размагничивается после намагничивания.

Мягкое железо: Мягкое железо - это железо, которое легко намагничивается и размагничивается с небольшим изменением магнитного поля.

материал

Твердое железо: Твердое железо - это магнитотвердый материал.

Мягкое железо: Мягкое железо - это магнитомягкий материал.

намагничивание

Твердое железо: Намагниченное твердое железо не может быть легко размагничено.

Мягкое железо: Намагниченное мягкое железо может размагничиваться.

Приложения

Твердое железо: Твердое железо используется в качестве постоянных магнитов.

Мягкое железо: Мягкое железо используется в качестве электромагнитов.

Заключение

Железо может быть найдено в двух группах как твердое железо и мягкое железо: классифицировано на основе магнитных свойств. Основное различие между твердым железом и мягким железом состоит в том, что твердое железо не может размагничиваться, когда оно намагничивается, тогда как мягкое железо может размагничиваться, когда оно намагничивается.

Рекомендации:

1. Магнитные материалы. БУ Физика,

В чём секрет катализатора из ржавчины

Новые исследования оксида железа Fe3O4 позволили по-новому взглянуть на природу каталитических свойств поверхности.

Катализаторы – вещества, ускоряющие химические реакции. Особую важность они имеют для химической промышленности, где даже незначительное увеличение скорости процесса позволяет сэкономить огромное количество ресурсов. Разработка катализатора – чрезвычайно сложный процесс, поскольку невозможно заранее предсказать, будет ли конкретное вещество ускорять конкретную реакцию, и если да, то насколько эффективно. Каталитические свойства материалов напрямую зависят от их строения, поэтому изучение структуры проливает свет на то, как происходит химическая реакция.

Модель кристаллической структуры оксида железа (II,III). (Фото Technische Universität Wien.)

Установка для исследования поверхности методом дифракции низкоэнергетических электронов (LEED). (Фото Monty Rakusen/cultura/Corbis.)

  Многие катализаторы делаются на основе оксидов железа. Все мы знаем, как выглядит окисленное железо – это ржавчина, которая образуется на поверхности металла при контакте с кислородом в присутствии воды. В ее состав входит смешанный оксид формулой Fe3O4. Атомы кислорода образуют октаэдрические и тетраэдрические пустоты в кристаллической решетке, внутри которых размещаются двух- и трёхвалентные атомы Fe . (Кстати говоря, от распределения разновалентных атомов железа по кислородным октаэдрам и тетраэдрам зависят различные магнитные свойства вещества.)

В случае катализатора нас в первую очередь интересует его поверхность, ведь именно на ней идёт химическая реакция. Активными центрами здесь могут выступать дефекты структуры или «чужие» атомы, не входящие в состав кристалла. Существует огромное число катализаторов, в которых на поверхности Fe3O4 адсорбированы атомы таких металлов, как золото, серебро, палладий. При этом они не слипаются на его поверхности в крупные наночастицы (подобно тому, как капли воды на жирной поверхности сливаются одну большую каплю), а остаются сидеть на ней порознь. Это уникальное свойство оксида железа долгое время оставалось загадкой, пока исследователи из Венского технологического университета не выяснили, в чём тут дело.  

Ключом к разгадке оказались атомы железа, точнее, их отсутствие. В большинстве случаев в структуре оксидов металлов существуют дефекты, связанными с вакансиями на месте атомов кислорода в решетке. Такие вакантные места становятся активными центрами вещества. В случае с Fe3O4 все оказалось с точностью до наоборот: вакансии были образованы атомами железа, и активные центры располагались над пустующими местами. Теоретическая модель такого поверхностного слоя была подтверждена экспериментом по дифракции низкоэнергетических электронов (LEED). Такие пустые места  строго упорядочены на поверхности оксида, и именно с ними связываются «чужие» атомы (например, атомы золота). И в вместе такие атомы не слипаются потому, что строгая упорядоченность вакансий препятствует их объединению в кластеры и делает катализатор крайне эффективным. 

90 000 3.10. Магнетизм - Том III

Известно, что кусок железа, помещенный рядом с магнитом, обладает силой притяжения. Если в электромагнит в виде токовой катушки (соленоида) введем железный сердечник, t электромагнит станет намного сильнее. Они по-прежнему имеют схожие свойства, кроме железа. другие вещества, такие как никель или кобальт. Эти вещества имеют название ферромагнетики (лат. ferrum означает железо).

Оказывается, все вещества обладают магнитными свойствами, но различаются по силе взаимодействия с магнитным полем. Следовательно, существует три основных типа магнетиков: диамагнетики, парамагнетики и — уже упомянутые — ферромагнетики. Такое деление веществ можно произвести на основе определения магнитной проницаемости среды.

Магнитное поле создается токами (движущимися электрическими зарядами) и в вакууме его можно охарактеризовать вектором индукции В → 0.

В некоторых учебниках можно найти фраза "вектор напряженности магнитного поля Н → ”; вектор B → 0 равно в вакууме м0H →.

Если в изотропном веществе есть поле, то его можно охарактеризовать вектором:

Безразмерный коэффициент мкр называют магнитной проницаемостью вещества . Он говорит нам, сколько раз магнитное поле в данном материале увеличивается по отношению к полю магнитный в вакууме.В случае ферромагнетиков это увеличение составляет самая большая, магнитная проницаемость составляет примерно от нескольких десятков до даже примерно десятки тысяч. Напротив, парамагнетики и диамагнетики обладают проницаемостью магнитный близко к 1, например, для олова (парамагнетики) µr = 1,000002, для воды (диамагнетики) мкр = 0,999991. Воздух — это парамагнетик, проницаемость которого еще ближе единица (то есть величина, характеризующая вакуум) - мкр = 1,00000037.Предполагается, что воздух имеет µr = 1, как и в вакууме. В целом мы имеем следующее деление веществ, обусловленное магнитные свойства:

- диамагнетики мкр <1,

- парамагнетики мк > 1,

- ферромагнетики мкр≫1.

Откуда берутся магнитные свойства материалов? Почему вставлен образец какого-то материала магнитное поле в большей или меньшей степени намагничивает? Ответить на эти вопросы дает квантовая механика, описывающая, в частности, строение атома. Мы приписываем ей некоторые электроны связаны в атоме магнитным дипольным моментом (т.н. орбитальный магнитный момент ) и, следовательно, также способность генерировать поле магнитный. Другое квантовое качество электрона, независимо от того, свободен он или нет будь привязан, есть спина. Эта функция описывает, среди прочего, тот факт, что электрон наделен магнитный дипольный момент, так называемый со спиновым магнитным крутящим моментом . закрылок магнитные «орбитали» и «спин» отдельных электронов складываются (согласно принципам квантовой механики с учетом символ векторного поля магнитное) к результирующему магнитному полю атома.

Неудивительно, что все атомы любого вещества найдены во внешнем магнитном поле они стремятся выровняться со своими "крошечными" магниты "в определенном направлении, создавая собственное магнитное поле в результате все атомные магнитные поля. Таким образом, вещество в целом становится стать магнитом.

Орбитальный магнитный момент может быть качественно объяснен в упрощенной планетарной модели атом. Каждый электрон, вращающийся вокруг ядра, представляет собой круговой электрический ток. Как мы знаем, круговой контур с током создает собственное магнитное поле, а во внешнем поле расположен как диполь, на одной линии с его линиями.Однако невозможно при этом модель, подтверждающая, что электроны с орбитальным квантовым числом l = 0 (мы кратко упомянули об этом в главе Атомные электронные орбитали - более расширенное представление атома (дополнительная глава) в первом томе учебник) не обладают орбитальным магнитным моментом.

Спиновый магнитный момент также может быть объяснен неквантовым образом.необходимо затем предположим, что каждый электрон вращается вокруг своей оси (аналогично суточный оборот Земли). Легко связать с вихревым движением электрического заряда магнитный момент. Внутренний угловой момент также может быть связан с таким движением. электрон. Верно, что в квантовой механике спин электрона не описывает только собственный магнитный момент, но и собственный угловой момент.

Так почему же разные вещества неодинаково намагничиваются друг с другом? Во-первых, потому что они различаются числом электронов в своих атомах и строением атомов, во-вторых - атомы по-разному взаимодействуют друг с другом, когда они расположены по-разному в космосе. В нормальных условиях некоторые вещества образуют плотно упакованные структуры атомов в виде кристаллической решетки, другие жидкости, а еще другие атомы или молекулы свободно перемещаются на значительное расстояние от себя, создавая газообразное состояние (эти вопросы были описаны в томе I).Хаотичный тепловые движения атомов дезорганизуют магнитное упорядочение атомов в различных веществ в разной степени.

Диамагнетизм должен быть объяснен на основе квантовой механики. Мы дадим упрощенный здесь его объяснение относится к планетарной модели атома гелия.Есть жидкий гелий диамагнетик. В атоме гелия два электрона вращаются вокруг заряженного ядра. равный + 2е. Экспериментально установлено, что атом гелия не обладает магнитным моментом. Этот означает, что магнитные моменты обоих электронов компенсируют друг друга. Поэтому в применяемой модели следует предположить, что электроны циркулируют в противоположных направлениях с равными скоростями на равных параллельных орбитах (рис.3.38а).

Во внешнем индукционном магнитном поле B → 0 направлена, как показано на рис. 3.38б, помимо центростремительных сил, притягивающих электроны к ядру, действует Сила Лоренца, действуя на один электрон, направлена ядра, а при воздействии на другие - обращенные в сторону от ядра.Это приводит к тому, что электрон, создающий магнитное поле (обозначен на рисунке как B → 1) со смыслом внешнего поля B → 0 будет замедляться из-за меньшей равнодействующей центростремительной силы (силы Лоренц в этом случае вычтет электрическую силу притяжения из яички). Второй электрон - наоборот: он увеличит свою скорость (предполагаем, что радиусы электронных орбит не изменятся).Снижение орбитальной скорости первый электрон уменьшит свое поле B → 1, увеличение скорости второго даст большее поле Б → 2. Каким бы упрощенным ни было это видение, оно предсказывает, что атом во внешнем магнитном поле он приобретет свой магнитный момент и состояние с магнитом, обращенным от внешнего поля. Мы говорим о появлении магнитное поле B → 0 индуцирует магнитный момент атома.

К аналогичным - качественно - выводам мы пришли, используя квантовую механику. Следует помнить, что воздействие коробки, которая появляется B → 0 на электронном облаке атома более «обширный», чем показано здесь простое изменение скорости вращения электрона.

Итак, мы видим, что результирующее поле, исходящее от всех атомов образца диамагнетика, будет направлено противоположно внешнему магнитное поле и, как следствие, величина его индукции уменьшится Б →. Отсюда и случай диамагнетиков мкр <1, с µr очень мало отличается от единицы. Поэтому диамагнетики в магнитном поле слабо намагничиваются.

Диамагнетики включают благородные газы, большинство органических соединений, многие металлы (висмут, цинк, золото, медь, серебро, ртуть), вода, стекло. В этих телах магнитные моменты всех электронов атома или молекулы компенсируют друг друга.

Магнитные диполи электронов атома - как орбитальные, так и спиновые - во многих веществах они компенсируют друг друга.Однако в парамагнетиках атомы проявляют результирующие магнитные моменты. Образец, содержащий N атомов, каждый из которых обладает магнитным моментом pm, имел бы в целом магнитный момент, равный Npm, если бы все атомы были выровнены точно в направлении поля внешний. Однако тепловые движения атомов в парамагнетиках сильны. они дезорганизуют магнитный порядок.В результате образец получается разнообразным от нуля магнитный момент намного меньше максимально возможного Npm.

Парамагнетики во внешнем поле намагничиваются несколько больше, чем диамагнетики. Вот почему просто в парамагнетиках диамагнитный эффект не заметен. Фактически всякое вещество проявляет диамагнитный эффект, но проявляться он может только в этих вещества, в которых отсутствует парамагнитный эффект.

К парамагнетикам относятся: кислород, окись азота, алюминий, платина, щелочные металлы, бериллиевые металлы и другие вещества.

Основной особенностью, отличающей ферромагнетики от других веществ, является их очень высокая магнитная проницаемость.Еще один важный особенностью ферромагнетиков является то, что они существуют только в виде твердых тел, в то время как парамагнетики и диамагнетики могут встречаются в любых агрегатных состояниях. Вещества, которые в виде твердых тел являются ферромагнитными, в виде жидкостей и газов ведут себя как обычные парамагнетики.

Любой ферромагнетик при нагревании до температуры выше ТС - так наз. Точка Кюри - становится обычным парамагнетиком. За утюг TC = 770°С для никеля TC = 360°С, а для железоникелевого сплава (70% Fe и 30% Ni) ТК = 70°С.

Монокристаллы ферромагнитных материалов проявляют анизотропию своих магнитных свойств - они разная способность намагничивания в разных направлениях.это понятно в свете направленных свойств кристаллической структуры. Например, для железа о ячейке решетки в виде куба по объему по центру, наибольшая намагниченность в данном внешнем поле к краю куба, а наименьший к диагонали пространственный куб. Следовательно, направление в кристалле железа соответствует с краевым направлением его элементарной ячейки называется легким направлением намагниченности , а диагонального направления - сложного направления намагниченность .В поликристаллах из-за беспорядка микрокристаллиты, анизотропия не проявляется.

Поликристалл - твердое тело, представляющее собой скопление множества монокристаллов, называются кристаллическими зернами.

Ферромагнетики обладают «памятью» намагниченности, что проявляется в существовании так называемых гистерезис (этот факт используется во многих приложениях технические, которые будут обсуждаться позже в этом разделе). Зависит от он основан на том, что намагниченность ферромагнетика зависит не только от индукции внешнего магнитного поля, присутствующего в данный момент, но и от намагниченность предыдущего образца. Типовой график зависимости магнитной индукции B в ферромагнетике от индукции B0 внешнего магнитного поля показан на рис.3.39. Этот график можно получить, выполнив следующий опыт. На сердечнике из ненамагниченного ферромагнетика наматываем обмотку в форме тороида. По изменению силы тока в обмотке меняем индукцию магнитного поля В0. При увеличении тока индукция увеличивается B0 и, следовательно, увеличивает индукцию до определенного значения насыщения B в ядре (участок 0–1 кривой на рисунке).Теперь уменьшаем поле намагничивающий B0 мы увидим, что при размагничивании индукция B, то есть намагниченность сердечника, остается устойчиво большей, чем во время намагниченность (участок 1-2 кривой проходит над участком 0-1). В пункте 2, хотя внешнее поле равно нулю, ядро ​​остается намагниченным. Ценность B2 в этот момент называется магнитным остатком .Намагниченность сердечника становится равной нулю, когда ток проходит через обмотку в противоположном направлении, создавая индукционные поля B03 (точка 3; частное B03μ0 называется коэрцитивная сила ). Дальнейший ход намагничивания ферромагнетик с изменением магнитного поля показан на рисунке как на используя соответствующие участки 3–4, 4–5, 5–6 и 6–1 кривой, называемой петлей . гистерезис .

а) в отсутствие внешнего поля собственные поля доменов компенсируются, б) слабое внешнее поле вызывает рост доменов с направлениями, близкими к полю, в) более сильное поле заставляет отдельные зерна иметь отдельные домены с направлениями ближе к внешнему полю

В завершение обсуждения ферромагнетиков мы также дадим вам некоторую информацию об их доменной структуре. Домены представляют собой микрокристаллические области размером менее 0,1 мм, в которых магнитные моменты атомов точно выровнены. в том же направлении, которое является направлением легкого намагничивания.

В поликристаллах может находиться внутри отдельных кристаллических зерен. несколько доменов (рис.3.40). В случае отсутствие внешнего магнитного поля домена в отдельных зернах кристаллы расположены случайным образом, так что их собственные магнитные поля компенсируют друг друга. Направления легкого намагничивания в отдельных зернах распределены хаотично (рис. 3.40а).

Если включено слабое внешнее поле, то домены с привилегированными направлениями собственные поля будут расширяться, сдвигая свои границы за счет доменов с неблагоприятными направлениями - ил.3.40б.

В достаточно сильном поле процесс роста привилегированных доменов завершен. Каждое зерно будет иметь только один домен, ориентированный в привилегированном направлении — суглинок 3.40с. В еще более сильном поле магнитные моменты зерен будут вращаться в направлении внешнего поля. происходит магнитное насыщение и намагничивание материала он перестает расти.

Ферромагнетики делятся на магнитомягкие материалы с низким значением силы коэрцитивная сила и твердые материалы с высокой коэрцитивной силой.Это свойство материала зависит от химического состава, а также от термической обработки (закалка, обжиг, прокатка и др.).

Форма петли гистерезиса является очень важной характеристикой материала для технических применений. Например, в случае электромагнитов сердечники трансформатора и двигателя, важно, чтобы коэрцитивная сила была низкой, а индукция высокой – для этого подходят мягкие материалы магнитный.Однако для изготовления постоянных магнитов используются магнитотвердые материалы. Эти магниты могут служить долго генерируют сильное магнитное поле из-за высокой коэрцитивной силы и относительно большого остаточного магнитного поля. Они используются в магнитоэлектрических измерительные приборы, громкоговорители, микрофоны, микромоторы и т.д.

Во второй половине 20 века ферромагнитные материалы широко использовались в качестве основного элемента памяти в компьютерах.Для звукозаписи (в магнитофонах) и имиджевые (в видеомагнитофонах) применялись магнитные ленты.

  1. Введите раздел магнетизма и его критерии.
  2. У нас есть два железных стержня, которые притягиваются друг к другу независимо от того, с каким из них мы соберем их вместе.Следует ли из этого, что один из них не намагниченный?
  3. Объясните, почему намагниченность парамагнитного образца во внешнем поле изменяется от температурные изменения, в то время как диамагнитный образец не проявляет этих изменения.
  4. Объясните, почему диамагнетики намагничиваются в направлении, противоположном линиям. магнитное поле.
  5. Объясните, почему намагниченность парамагнетика намного меньше намагниченности ферромагнетиком в том же внешнем поле.
  6. Опишите явление, происходящее при температуре, называемой точкой Кюри.
  7. Объясните понятия а) легкого, б) сложного намагничивания.
  8. Объясните, в чем заключается явление гистерезиса для ферромагнетика. Объясните, что мы понимаем понятиями: магнитная остаточная и коэрцитивная сила.
  9. Объясните разницу между магнитомягкими и магнитотвердыми материалами.
  10. Опишите строение ферромагнетиков.Каков механизм доменного намагничивания ферромагнетиков?
  11. Назовите три области применения ферромагнитных материалов.
.

Магнитные свойства веществ. Взаимодействия в природе

На величину магнитной индукции влияет материал, заполняющий внутреннюю часть катушки (катушки), а также проводник (любой формы). Его функция почти аналогична функции диэлектриков в электрическом поле. Магнитный материал может как усиливать, так и ослаблять магнитное поле проводника (диэлектрики этим свойством не обладают). В этой категории эти материалы можно разделить на три различных типа.Первый является ферромагнитным, что значительно увеличивает величину индукции. Второй тип — парамагнетики, слабо увеличивающие это значение. Третий тип — диамагнетики, свойства которых позволяют уменьшить магнитную индукцию. Один из способов отличить эти материалы состоит в том, чтобы сделать из него тонкий стержень и подвесить его между полюсными наконечниками ударопрочного электромагнита. В этой ситуации ферромагнитный или парамагнитный стержень будет ориентирован параллельно силовой линии, а диамагнитный стержень - перпендикулярно.Наиболее технически полезным материалом являются ферромагнетики (главным образом железо и ферросплавы), которые применяются, в том числе, в постоянные магниты, аудиокассеты, сердечники электромагнитов или дискеты.

Магнитная проницаемость (м) - величина, определяющая способность данного материала (среды) изменять вектор магнитной индукции под действием вектора напряженности магнитного поля. Он выражает отношение магнитной индукции в катушке, заполненной определенным веществом, к магнитной индукции в вакуумной катушке (при сохранении той же силы тока).(-5)). У парамагнетиков эта величина принимается несколько выше единицы (на 4-6 порядков), а у ферромагнетиков эта величина значительно выше (даже до нескольких десятков тысяч). Для диамагнетиков и парамагнетиков значение напряженности магнитного поля [H] пропорционально индукции магнитного поля [B], а коэффициент пропорциональности выражается через μ. Напряженность является векторной величиной, она характеризует силовое поле в данной точке пространства, она равна силе, действующей на положительный единичный магнитный полюс.Эта величина не зависит от магнитных свойств окружающей среды. Единицей напряженности магнитного поля [Н] является ампер на метр или произведение силы тока в катушке на количество витков на длину магнитного поля (длину витков).

Магнитная восприимчивость - коэффициенты пропорциональности в уравнении, определяющем величину намагниченности в зависимости от напряженности магнитного поля единица объема вещества)

χ - объемная магнитная восприимчивость

H - напряженность магнитного поля

В зависимости от свойств вещества его магнитная восприимчивость изменяется следующим образом:для вакуума

χ > 0 - парамагнетик, магнитное поле "втягивается" в такое тело (плотность магнитного потока увеличивается по сравнению с вакуумом)

χ >> 0 - ферромагнетик

Для парамагнетиков и диамагнетиков относительная магнитная восприимчивость χ = m -1. Величина χ определяется экспериментально из измерений силы тяжести, действующей на данное вещество, помещенное в сильное магнитное поле. Другая величина, также измеренная экспериментально, - это масса образца DQ pr в магнитном поле и без поля.Магнитная восприимчивость χ г по отношению к 1 грамму вещества

,

где:

χ wz - магнитная восприимчивость образца

- разность между ΔQ

3 магнитном поле и без поля

ΔQ wz - разница между массой образца в магнитном поле и без поля

m pr - масса пробы

m wz - эталонная гиря

( стандартом обычно является раствор хлорида никеля, граммовая восприимчивость которого точно известна)

Для ферромагнитных материалов значение напряженности [H] не прямо пропорционально значению магнитной индукции [B].Поэтому полностью исследовать роль среды с помощью одной константы m не представляется возможным.В этом случае необходимо исследовать ряд изменений магнитной индукции в среде в трех случаях: при внешнем поле - например от витка/катушка - увеличивается циклично, а вместе с ним и уменьшается изменение направления. Это явление иллюстрируется на графике ниже (по оси ординат задавалась индукция внешнего поля B 0 , а по оси абсцисс – полная индукция).

Существует явление гистерезиса.Это зависимость текущего состояния системы от состояний в предшествующие моменты. Другими словами, это задержка реакции на внешний фактор. Гистерезис был открыт и описан в 1890 году Джеймсом Альфредом Юингом. Наиболее известны случаи этого явления в магнитных и ферромагнитных материалах, в которых перемагничивание происходит только после определенного периода воздействия внешнего магнитного поля. В графической интерпретации это явление представляется в виде петли (в случае двух независимых величин).При отсутствии гистерезиса график представляет собой прямую линию. В этом случае для данного B 0 индукция B ниже в фазе нарастания поля, чем в фазе спада поля. Это связано с тем, что изменения намагниченности среды происходят с задержкой, из-за какого-то сопротивления. Когда на графике видна «тонкая» петля гистерезиса, это означает, что потери энергии из-за намагничивания малы. Ферромагнетики с такими свойствами относятся к мягким ферромагнетикам, применяемым в основном для изготовления сердечников трансформаторов.С другой стороны, намагниченность твердых ферромагнетиков изменить труднее, как показано на диаграмме («широкая» петля).

Все магнитные явления в материи объясняются как результат взаимодействия электронов с магнитным полем. Из-за дипольной природы атомов парамагнетиков и ферромагнетиков их можно выразить как молекулярные токи, циркулирующие в миниатюрных петлях. В парамагнетиках эти диполи ориентированы беспорядочно, но частично поляризованы (или упорядочены) внешним магнитным полем.Однако при выключении внешнего поля происходит хаотическое тепловое движение этих атомов, поэтому упорядоченность исчезает. В ферромагнитных веществах мы имеем дело с достаточно сильным взаимодействием, представляющим собой квантовый эффект (специфический эффект, относящийся к квантовой механике, эти явления происходят на микроуровне), и он возникает в результате того, что элементарная частица, которой является электрон, имеет собственный угловой момент, также называемый спином. Это взаимодействие происходит между соседними диполями, поляризуя их так, что вся область делится на домены — зоны с диполями в постоянной ориентации — такие очень маленькие магниты.Равномерному намагничиванию всего тела, являющегося ферромагнетиком, существенно препятствует ограниченный рост доменов, возникающий в результате магнитного взаимодействия между доменами, что способствует их расположению в противоположном направлении - полюс N притягивает S полюс.по коробке) растут в размерах (за счет остальных). Кроме того, в некоторых доменах может происходить обмен намагниченностью. Изменение поля сопровождается сопротивлением.

При нагреве ферромагнетика до критической температуры - температуры Кюри он переходит в парамагнитное состояние (разрыв связи соседних диполей). Происходит резкая потеря магнитных свойств и вещество становится парамагнитным. Это явление связано с изменением фазы твердого тела. Когда температура ниже температуры Кюри, магнитные диполи атомов или молекул выравниваются химическими связями в одном направлении, образуя ферромагнитные домены.С другой стороны, когда температура превышает температуру Кюри, тепловые колебания кристаллической решетки разрушают установки магнитных диполей, в результате чего диполи колеблются.

Внешнее магнитное поле нарушает движение электронов вокруг ядра, что вызывает явление, называемое диамагнетизмом. Он заключается в наведении в теле (находящемся во внешнем магнитном поле) противоположного поля, ослабляющего действие внешнего поля. Затем он индуцирует электрический ток, который создает магнитное поле с направлением, противоположным внешнему полю.Итак, если мы поместим диамагнетик во внешнее магнитное поле, он создаст противоположное магнитное поле. Это общая черта материи, эффективно маскируемая более сильным в данном случае парамагнетизмом или ферромагнетизмом.

The table lists the magnetic susceptibility χ for selected paramagnets and diamagnets (μ = 1 + χ), as well as the Curie TC temperature for some ferromagnetic substances:

90 100

χ

[10 90 113 -6 90 114 cm 90 113 3 90 114 / mol]

90 100

Name

90 100

χ0002 χ0002 90 113 -6 90 114 см 90 113 3 90 114 /моль] 90 103

90 100

Наименование

90 100
90 100

Lithium

90 100

14.2

90 100

Hydrogen

90 100

-4.00

90 100

Sodium

90 100

16.1

90 100

Copper

90 100

-5.46

90 100

Cobalt

90 100

1121

90 100

Gold

90 100

-28.0

90 100

Nickel

90 100

357

90 100

Calcium

90 100

Silver

3 Gadolin

90 100

20,2

90 100

Магний

90 100

12.6

90 100

Cadmium

90 100

-19.7

90 100 90 100
90 100

Manganese

90 100

Mercury

90 100

-33.5 90 100 90 100

90 100

Tungsten

90 100

57

90 100

Coal

90 100 90 100

Chrome

Ffor

90 100

-26.7

90 100 90 100
90 100

Aluminum

90 100

16.5

90 100

-1.884

190

90 100

Азот

900 89 90 100

-12

90 100 90 100
90 100

воздух

90 100

360

90 100

Вода

90 999999999999999999999999999999989999999999999999999999999999999999999999999998AN .

Комплексы фосфидов железа: синтез, структура и магнитные свойства - Тема

Химия привлекает все больше внимания исследователей со всего мира комплексы, содержащие связи между металлами и низкоковалентный атом фосфора. Эта тема потрясающая интересна возможностью синтеза необычного и нового лиганды, стабилизированные координацией к центру металлический комплекс. Фосфидные лиганды известны прежде всего своими огромными возможность создания интерметаллических соединений и что за этим стоит является их нахождение в металлокомплексах в виде лигандов наведение мостов.Необходимые воспоминания - это то, что есть структуры, особенно содержащие более двух, часто различных, металлические центры очень интересны своими уникальные свойства, сочетающие в себе характеристики отдельных, прежде всего в электронном виде, физических лиц. Железные комплексы по экономическим причинам и низкой токсичность по сравнению с соединениями других металлов переходные процессы являются перспективными материалами для производства новые катализаторы. Однако это не единственный возможный возможность их использования.Координационная химия предлагает методы синтез соединений для изучения магнетизма, и особенно обладает огромный потенциал в области синтеза магнитов и все еще развивается одиночные молекулярные магниты (СММ). они новые группа магнитных материалов с интересными свойствами, которые демонстрирует общеизвестные магнитные явления. Тесты магнитная сила отдельных молекул является движущей силой прогресса в поиск новых функциональных материалов для комплекта свойств, в том числе для электроники или медицины.Научная цель проекта – синтез первые стабилизированные железо-фосфорные комплексы β-дикетиминовые лиганды и первые гомолептические лиганды комплексы фосфидов железа, а также изучить их свойства структурные и магнитные. Исследования, проведенные в сотрудничество с Национальной лабораторией сильного магнитного поля по Флорида, США, предоставит информацию о наличии полученных соединений. молекулярные магниты. Этот проект должен способствовать в основном на развитие фундаментальных исследований, касающихся только химия фосфора и низкокоординированных соединений железа, но также магнетизм.

Детали

Программа финансирования:
ЭТИУДА
Учреждение:
Национальный научный центр
Соглашение:
УМО-2018/28/Т/СТ5/00120 от 10.09.2018
Период внедрения:
10.01.2018 - 2019-09-30
Руководитель проекта:
др инж.Кинга Каневска-Ласковска
Членов команды:
В производстве:
Кафедра неорганической химии
Внешние учреждения 90 036, участвующие в проекте:
  • Национальная лаборатория сильного магнитного поля (США)
Стоимость проекта:
88 838.00 злотых
Тип отчета:
Национальная исследовательская программа
Происхождение:
Национальный проект
Редакция:
Гданьский технологический университет
.

Необычный ферромагнетизм - Теория электричества

Откуда берется ферромагнетизм и как он работает? Что такое твердые и мягкие ферромагнетики? Что такое антиферромагнетизм и ферримагнетизм? Ознакомьтесь со статьей о силе магнетизма!

Откуда взялся ферромагнетизм?

Мой первый контакт с магнетизмом произошел более 20 лет назад, когда дедушка, видя мою общую скуку, принес мне коробку со всякой всячиной. Там были отвертки, болты, гайки, маленькие подшипники, резиновые прокладки, а магнитов было , .В юном возрасте я понятия не имел, почему магнит притягивает металлические предметы — так оно и было. Я помню, что, потирая магнит об отвертку, я превращал ее в магнит и мог притягивать к себе другие металлические предметы. Представьте себе, что это ощущение «магнетической» силы должно сделать с головой маленького ребенка и какие идеи оно может породить. К сожалению, большинство из них имели неприятные последствия (например, идея магнитной обуви) отчасти потому, что я понятия не имел, с чем имею дело и как работает весь этот магнетизм.Прошло несколько лет, прежде чем я, наконец, открыл эту беспокоящую меня тайну и узнал, что такое явление, называемое в книгах ферромагнетизмом .

Человечество знает и использует ферромагнетизм с года более 1000 лет . Именно благодаря ферромагнетизму китайский генерал Чэн Хо смог в 1433 году плавать в Африку, а Колумб в Америку в 1492 году. Благодаря ферромагнетизму удалось создать электродвигатель и провести электричество в наши дома. Ферромагнетизм сопровождал все великие открытия нашей цивилизации и господствовал до изобретения транзисторов.Мы знали почти все свойства ферромагнетизма и умели использовать его бессчетным числом способов, и все же только в 20 веке удалось установить, откуда он (вероятно) берется. Это был один из самых сокровенных секретов природы, и все началось с неприметного куска скалы.

Магнетит из Боливии; источник: Роб Лавински, iRocks.com

Видимый на фото магнетит , или соединение Fe 3 O 4 , представляет собой встречающийся в природе минерал с магнитными свойствами , на протяжении веков называемый естественным магнитом .В предыдущих статьях я писал о диамагнетизме и парамагнетизме, взаимодействиях настолько слабых, что наблюдать их позволяла только передовая технология 19-го века. Магнетит — это совсем другая история. Его магнетизм был так силен, что он не мог ускользнуть от внимания любопытных и изобретательных древних китайцев.

Именно китайцы стали предшественниками в производстве магнетитовых игл , используемых для построения весьма примитивных компасов.Они напоминали ложки с немного короткой ручкой, которые, как вы можете догадаться, были средними для плавания в сильно качающемся море. Следовательно, они в основном использовались для ориентирования на местности и для рисования планов городов. Несмотря на эти ограничения, магнетит был важным предшественником магнитной навигации. Об этом свидетельствует его широко используемое староанглийское название магнитный камень , что в свободном переводе означает «камень для путешествий».

Самый старый из известных компасов из магнетита; источник: https://www.smith.edu/

И так же, как китайцы начали магнетитовую революцию, так они и положили ей конец, когда некий Чжэн Гунлян в 1064 году обнаружил, что железо может получить такие же магнитные свойства. Вам нужно только нагреть их до покраснения, а затем быстро остудить. Так были созданы первые искусственно намагниченные железные стрелки, которые лишь спустя 20 лет стали составляющими первых настоящих компасов. Таким образом, китайцы начали эру власти над магнетизмом, истинной природы которого они на самом деле не знали.Почему именно железо могло намагничиваться? Чем он отличался от магнетита? Ответы на эти вопросы пришли только 900 лет спустя, когда в 1948 году французский физик Луи Неэль описал законы с ферромагнетизмом .

Что такое ферромагнетизм?

Все известные магнитные взаимодействия ответственны за электронов . Электроны, помимо того, что они малы, подвижны и заряжены отрицательно, имеют еще и так называемые спин . Спин — это свойство электрона, который излучает собственное магнитное поле и, следовательно, действует как обычный стержневой магнит (имеющий северный и южный полюса).Что важно, спин существует в двух вариантах (один является зеркальным отражением другого), и, как обнаружил швейцарский физик Вольфганг Паули, электроны, вращающиеся в атоме, как бы спариваются с противоположными спинами. Почему это так важно? Потому что поля от электронов с противоположными спинами компенсируют друг друга.

Материал, состоящий из атомов, в котором все электроны спарены, называется диамагнетиком , и он не будет притягиваться к магниту.Однако часто случается, что один или несколько электронов в атоме не спариваются. Тогда что? Атомы пытаются спасти положение, «торгуя» друг с другом, создавая различные связи, но иногда этого недостаточно. Затем магнетизм неспаренного электрона отражается на всем атоме, превращая его в магнит.

В предыдущей статье я писал, что материалы, имеющие атомы с неспаренными электронами, называются парамагнетиками .В эту группу входят алюминий, медь, цинк и, например, кислород. Однако не удивляйтесь, если вы поместите магнит на кусок алюминия — парамагнетизм — это явление чрезвычайно слабое и вы сможете его наблюдать только после того, как повесите крошечный кусочек алюминия в воздухе и приложите к нему действительно мощный магнит. . Однако есть небольшая группа материалов, которые очень сильно реагируют на приложенный магнит — это корпус вашего автомобиля, дверца холодильника и дешевые инструменты из магазина «сделай сам».

Ферромагнетики , потому что мы говорим о них здесь, представляют собой материалы, удивительно похожие на парамагнетики. Им также «нравится» магнитное поле, и это также связано с наличием неспаренных электронов. Главное отличие состоит в том, что ферромагнетизм — явление гораздо более мощное , чем парамагнетизм (в несколько десятков тысяч раз), но встречается и гораздо реже. Тот факт, что элементов, входящих в состав ферромагнетиков, нам известно всего... четыре, может это доказать.На самом деле считается только три, потому что четвертый гадолин теряет свои ферромагнитные свойства выше температуры 19°С. Итак, перед вами святая троица ферромагнетизма:

.

Я специально написал "элементы, входящие в состав ферромагнетиков", потому что ферромагнетизм не является атомным признаком . Ибо если бы речь шла только о количестве неспаренных электронов, то у никеля их два, у кобальта три, а у железа четыре не было бы шансов против таких Марганца, Технета или Рения (5 неспаренных электронов), а есть еще элементы с 6 или даже 7.Итак, вопрос: что такого особенного в структурах железа, никеля и кобальта (а также гадолиния, когда на улице холодно), что, несмотря на малое количество неспаренных электронов, они обладают таким огромным магнетизмом?

Трудно сказать... Конечно, физики и кристаллохимики неплохо проработали строение ферромагнитных элементов и уже в 1906 году некий Пьер Вейс предложил первую, вполне логично звучащую теорию, объясняющую ферромагнетизм.К сожалению, как и большинство теорий начала 20-го века, теория Вайса имела некоторые пробелы, которые можно было исправить только до с помощью квантовой механики . Вы правильно прочитали - ферромагнетизм - это квантовый механизм, и вдобавок в нем есть тонкий намек на относительность, из-за чего это явление не особенно легко наблюдать. И хотя сложные взаимодействия между электронами остаются для нас неуловимыми, не нужно заламывать руки, ведь мы довольно много знаем о ферромагнетизме, в чем вы сейчас убедитесь.

Магнитные домены и спонтанная намагниченность

Природа не любит магнетизм. Я повторяю эту фразу, как мантру, во всех статьях о магнетизме, но это правда, и нет необходимости это скрывать. В парамагнетиках, например, магнетизм изначально скрыт благодаря случайному расположению атомных магнитных полей, которые компенсируют друг друга. Только приложение сильного магнита поворачивает большинство из них в более или менее обычном направлении, и парамагнетик на мгновение становится слабым, но все же магнитом.

Ферромагнетики имеют больше проблем, когда дело доходит до сокрытия магнетизма. Их кристаллическая структура построена таким образом, что атомам удобнее всего… имитировать друг друга и ориентировать свои магнитные поля в одном направлении. Интересно, не так ли? Даже если мы смешаем их насильно, например, сильно нагрев ферромагнетик, то после повторного охлаждения электроны без видимой причины повернутся так же, как и их близкие соседи. Это поведение называется Спонтанное намагничивание , и это основная особенность, которая отличает ферромагнетики от парамагнетиков.

Так же, как соединяя два магнита, мы получаем более сильный магнит, так и ориентированные таким же образом магнитные атомы усиливают магнитные поля друг друга. Но как может справиться с этим природа, не любящая магнетизма? Оказывается, спонтанная намагниченность не способна охватить весь ферромагнетик и что магнитные поля согласуются только в небольших областях, называемых магнитными доменами .

Доменов в ферромагнетике может быть много и они могут иметь разные размеры, но природа всегда следит за тем, чтобы каждый из них был направлен в разные стороны.Благодаря этому их магнитные поля будут исключать друг друга, и весь ферромагнетик станет, в конце концов, магнитонейтральным. Ну разве что случайно два домена блокируют друг друга, но тогда достаточно несколько раз ударить молотком по ферромагнетику и все приходит в норму (правда). Конечно, все, что я здесь написал, работает только в том случае, если рядом с ферромагнетиком нет магнита, иначе… правила игры полностью меняются.

Ориентация доменов

В парамагнетике наличие магнита вызывает вращение отдельных магнитных спинов.В ферромагнетике оборотов всех магнитных доменов . Процесс чрезвычайно быстрый, домены вращаются «скачками», а их взаимная ориентация практически идеальна. В результате весь ферромагнетик становится как бы одним большим доменом, излучающим мощное магнитное поле в сторону близлежащего магнита.

Отодвинув магнит, мы ожидаем, что домены переориентируются случайным образом. И это так, но только в некоторых ферромагнетиках, называемых мягкими .Они не сохраняют форсированную магнитом ориентацию и подавляющее большинство материала благодаря тепловым колебаниям рано или поздно воссоздает систему случайных доменов. К мягким ферромагнетикам относятся, среди прочего. железо-кобальтовые или железо-никелевые сплавы.

Дело обстоит иначе для жестких ферромагнетиков . Они немного более устойчивы к вращению своих магнитных доменов, поэтому нам нужно гораздо более сильное магнитное поле, чтобы намагнитить их.Однако у них есть одна особенность, компенсирующая это: после снятия магнитного поля лишь небольшая часть доменов возвращается к случайному рисунку. Однако подавляющее большинство из них «запоминает» свои направления, благодаря чему ферромагнитный материал сохраняет заданное ранее магнитное поле. Это явление технически называется остаточным или остаточным и именно благодаря ему существует что-то вроде постоянных магнитов .

Конечно, изготовление настоящих постоянных магнитов — гораздо более сложный процесс, который я опишу в следующей статье.Здесь лишь упомяну, что самые мощные магнитные поля получаются из сплавов альнико (Al, Ni, Co, Cu, Ti, Fe в различных пропорциях), самария (SmCo 5 Sm 2 Co 17 ) и Неодим (Nd 2 Fe 14 B).

Сферические неодимовые магниты; источник: en.wikipedia.org

Подводя итог, можно сказать, что оба типа ферромагнитных материалов (мягкие и твердые) могут намагничиваться , что означает, что все магнитные домены могут вращаться в одном направлении.Разница между ними в том, что после удаления магнита мягкие ферромагнетики проигрывают борьбу с силами природы и система случайных доменов восстанавливается. Твердые ферромагнетики... тверже по своему разрешению и требуют гораздо больше энергии для их повторного размагничивания. Как обнаружил Пьер Кюри (муж Марии Склодовской-Кюри), хорошим способом добиться этого является нагрев ферромагнетика, поскольку каждый из них имеет определенную предельную температуру (называемую температурой Кюри), выше которой происходит его быстрое размагничивание.Эта температура в зависимости от сплава колеблется от нескольких сотен до более 1000°С.

Вышеупомянутый ферромагнетизм — необычайное явление, которым наделена узкая группа элементов и химических соединений. Оказывается, однако, что есть магнитные явления, еще более необычные и кажущиеся... противоестественными. И хотя они имеют довольно незначительное значение в электротехнике, стоит знать об их существовании, поэтому я упомяну о них в нескольких словах.

Что такое антиферромагнетизм?

Антиферромагнетизм — это просто явление, полностью противоположное ферромагнетизму.Среди всего 7 известных нам материалов этого типа мы имеем, например, хром, оксид никеля или ферромарганец (сплав железа с марганцем).

Как это работает? Сеть атомов в антиферромагнетиках выравнивает свои магнитные моменты друг с другом, но только крошечными группами (гораздо меньшими, чем ферромагнитные домены). Удивительно, но соседние группы магнитно ориентируются... друг против друга. Кроме того, это полностью самопроизвольный эффект, не требующий обработки антиферромагнетика магнитом.Конечно, некоторые несовершенства структуры металла делают такое расположение атомов (технически известное как антипараллельное) не идеальным для всего объема металла, но что с этим поделать — на самом деле ничего идеального нет.

Подобно ферромагнитным материалам, обсуждаемые здесь антианалоги также имеют температурные ограничения. Достаточно их достаточно нагреть, чтобы они стали «антиферромагнетиками». Мне нравится составлять сложные слова.

А так как я упомянул температуру, портящую антиферромагнетизм, то в данном случае она называется Néel Temprature , по имени упомянутого в начале статьи французского физика.Именно он в 1948 году открыл существование антиферромагнетизма, за что был удостоен Нобелевской премии.

Ферримагнетизм

Другим интересным магнитным явлением является Ферримагнетизм , открытие которого (также Неэлем) является почти идеальной застежкой, закрывающей путь, который человек и магнетизм прошли вместе за последние 2000 лет. Помните, я писал о магнетите в начале этой статьи, как о первом природном магните? Казалось бы, раз магнетит ведет себя как магнит, то он должен быть ферромагнетиком .Именно так его классифицировали долгое время, пока исследователи не обратили внимание на то, что для двоюродного брата железа, кобальта и никеля он подозрительно слаб...

Луи Неэль обнаружил, что магнетит отличается от того, что считалось ранее. Специально для него он создал новый термин — ферримагнетик . Что отличает эти типы материалов? Что ж, их структура похожа на структуру антиферромагнетиков с одним существенным отличием. Здесь противоположные магнитные группы атомов не созданы равными — магнетизм одной всегда превосходит другую.В случае магнетита (соединение Fe 3 O 4 , относящееся к группе оксидов железа) сильный магнетизм ионов железа перевешивает магнетизм ионов кислорода.

Ферримагнетики - это... неизвестно что именно. С одной стороны, они не устраняют полностью свое магнитное поле, как это делают антиферромагнетики. С другой стороны, поле, которое они имеют, составляет лишь часть силы магнетизма, известного из ферромагнетиков. Неудивительно, что магнетит проиграл битву с железом за то, что он является основным сырьем для производства магнитных стрелок.И полезны ли нам сегодня ферримагнетики? Из того, что мне удалось найти, единственное их разумное применение (кроме чисто научных) — создание всяких керамических изоляторов.

Магнетизм с первого взгляда

Вот так нам удалось завершить серию из трех статей по основам магнетизма. И хотя я обсудил все это очень кратко, я думаю, что этих знаний должно хватить для понимания других, чуть более сложных вопросов.А пока ждем объяснения таких понятий, как магнитное поле, напряженность магнитного поля H, магнитная индукция B или магнитная проницаемость. Отсюда прямой путь к магнитным катушкам, электромагнетизму и электромагнитам. Как видите, впереди у нас еще много «магнитных» штучек, так что надеюсь увидеть вас в следующих статьях. Если вы не хотите ничего пропустить, вы можете поставить лайк моей фан-странице или подписаться на рассылку новостей ниже.

Спасибо за ваше время!


Библиография

  1. Магнетизм и магнитные материалы - J.Доктор медицины Коуи,
  2. Квантовая теория магнетизма - М. Джаскур,
  3. CRC Справочник по химии - W. Haynes,
  4. Основы электродинамики - Д. Гриффитс,

Тебе понравилось это? Взгляни на

и поддержите мою дальнейшую работу!

Или, может быть, вы хотели бы прочитать интересную книгу?

Уведомлять вас о новых статьях?

Я рекомендую подписаться на рассылку новостей или посетить Facebook.Таким образом, вы не пропустите ни одного нового текста!
Я отправил вам электронное письмо!

Пожалуйста, проверьте свой почтовый ящик и подтвердите, что хотите подписаться на информационный бюллетень.


.

Реагирует ли кровь на магнит?

На этот раз будет наполовину ввод команды, наполовину ответ на вопрос. И это на тот случай, что мне попалось видео, отвечающее на мое личное сомнение: притягивает ли магнит кровь?

Коротко: Как ни странно, немного похоже. Но только дезоксигенированный.

Буквально несколько недель назад мне написал мой коллега Матеуш а.к.а. Угольный шовинист (приветствую), спросил, задумывался ли я когда-нибудь над вопросом, как магнетизм связан с кровью, текущей в наших жилах.Должен признаться, что этот вопрос как-то никогда не приходил мне в голову, хотя он кажется интригующим. Если вы еще не понимаете, почему, я любезно напомню вам, что гемоглобин является основным компонентом глаукомы, который окрашивает ее в красный цвет и переносит кислород. В свою очередь, основным элементом, из которого строится гемоглобин, является гем, также известный как ферропорфирин. Итак, проблема в следующем: реагируют ли присутствующие в нашей крови соединения железа Fe 2+ на присутствие магнитного поля?

Железо само по себе является ферромагнитным материалом и поэтому очень сильно реагирует на магнитное воздействие.Но как ведут себя отдельные атомы, захваченные белковыми соединениями гемоглобина? Мы пришли к выводу, что если бы мы украли несколько мощных магнитов с БАК, то не увидели бы ничего необычного. Ведь это всего лишь несколько граммов железа, разведенных в шести литрах вещества. Как оказалось, мы ошибались.

Автор вышеуказанного материала задался этим же вопросом и решил экспериментально получить ответ. Если вы не хотите смотреть все это, вы можете сразу перейти к пятой минуте.Простой эксперимент показал, что даже небольшое количество крови явно отталкивается полем неодимового магнита.

Однако есть одна загвоздка. Да, гемоглобин действительно проявляет магнитные свойства, но только тогда, когда он лишен атома кислорода (т.е. речь идет о деоксигенированной крови, перекачиваемой по венам, а не о оксигенированной крови, присутствующей в артериях). В этой форме электроны на атомах железа могут чувствовать себя настолько комфортно, что гемоглобин становится парамагнитным в ответ на внешние магнитные поля.

Очевидно, поскольку большой неодимовый магнит едва может сдвинуть стакан крови, нам не нужно беспокоиться о разрыве вен.

Научный тоталитарист. Если не хотите, чтобы к вам приходили научные боевики, оставьте комментарий.

.

PARAMAGNETICS

DIAMAGNETICS

F

Name

2 Темп.Curie

[C 90 113 0 ]

Iron

Iron

Potassium

900.8 90 100

40

489

-5.89

182

Helium

Платина

Физико-химические свойства слоистых наночастиц на основе ферритов

Реферат: В последние годы наночастицы на основе оксидов железа, таких как магнетит, маггемит или гематит, становятся все более популярным объектом исследований. В зависимости от ферро-, ферри- и антиферромагнитного порядка их можно использовать по-разному. Их свойства определяются не только типом магнитного упорядочения, но и формой (сферы, кубы, звезды, цилиндры и т.), структуру (однослойную, двойную или многослойную) и химический состав. Помимо прочего, наночастицы проявляют более высокую химическую активность и коррозионную стойкость по сравнению с их макроскопическими аналогами. Поскольку эти объекты меньше, чем вирусы или белковые частицы, их можно легко прикрепить к ним, создавая неорганические-органические гибридные системы. В работе особое внимание уделено наночастицам оксидов железа со сферической структурой. Представлены методы получения и характеристики наночастиц феррита, в том числе имеющих слоистую структуру.В таких частицах отдельные слои состоят из оксидов железа или металлов, т. е. золота, серебра, меди, или оксидов кобальта, марганца, никеля. Запланированные таким образом модификации морфологии позволили изучить эффект объединения в одной наносистеме свойств, характерных для отдельных слоев. В диссертации представлены характеристики слоистых наночастиц оксида железа, способы их получения, избранные свойства и возможности применения однокомпонентных или слоистых ферритовых систем.В экспериментальной части собраны результаты физико-химических анализов отдельных типов наночастиц, в том числе имеющих слоистую структуру.
В последние годы наночастицы на основе оксидов железа, таких как магнетит, маггемит или гематит, приобретают все большую популярность в научных исследованиях. В зависимости от ферро-, ферри-, антиферромагнитного упорядочения их применение может существенно различаться. Свойства наночастиц могут определяться не только типом магнитного упорядочения, но и формой (сферы, кубы, звезды, цилиндры и т.), структуру (однослойную, двойную или многослойную) и химический состав. В целом магнитные наночастицы проявляют более высокую химическую активность и коррозионную стойкость по сравнению с их макроскопическими аналогами. Поскольку эти объекты меньше, чем вирусы или белковые молекулы, поэтому их можно легко присоединять к ним, создавая неорганические-органические гибридные системы. В данной работе особое внимание уделено наночастицам оксида железа со сферической структурой. В первой части были представлены методы получения и характеристики наночастиц феррита, в том числе обладающих слоистой структурой.В случае наночастиц со слоистой структурой отдельные слои изготавливались из оксидов железа или металлов, т.е. золото, серебро, медь или оксиды кобальта, марганца и никеля. Морфология была спланирована таким образом, чтобы можно было объединить в одной наносистеме свойства, характерные для отдельных слоев. В диссертации представлены физико-химические характеристики слоистых наночастиц оксида железа, способы их получения, избранные свойства и возможности применения однокомпонентных или слоистых ферритовых систем.В экспериментальной части были собраны физико-химические результаты отдельных типов наночастиц, в том числе со слоистой структурой.
.

f_01

Вы узнаете:

- как взаимодействуют магниты,

-с какими веществами магниты взаимодействуют,

- что такое ферромагнетики и какие вещества могут быть намагнитить

– диамагнетики и парамагнетики,

- с помощью которого можно исследовать магнитное поле,

-какие магнитные свойства у нашей планеты.

Магнит представляет собой тело или устройство, создающее твердое тело вокруг себя. магнитное поле.

Первоначально название магнит использовалось для обозначения природных руд. железо, которое притягивается кусками железа и другими магнитами.

Эти руды представляют собой магнетит и магнитный пирит

Магнитное поле, , это космос в котором происходит магнитное взаимодействие.

Образно магнитное поле представлено силовыми линиями. магнитный .

железных опилок используются для изучения силовых линий магнитного поля или магнитные иглы .

Посмотрите, как железные опилки выстилают поле магнитный стержневой магнит (смотреть видео)

Термин полюсов обычно используется для описания свойств магнита. магнитный .

Каждый магнит имеет два полюса - Север [N] и Юг [S]

Условное направление силовых линий магнитного поля отмечено от полюса [N] до полюс [S]

Постоянные магниты представляют собой магниты из ферромагнитных материалов. .

На них видны участки постоянной намагниченности (имеют так называемые магнитные домены)

Ферромагнетики, — это материалы, которые показывают сильное магнитное взаимодействие.

Мы включаем: железо, кобальт, никель и при более низких температурах гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий и эрбий

Самые популярные постоянные магниты :

а) самарий-кобальт - на основе соединений самария и кобальт

б) неодим (спеченные и связанные) - на основе соединений неодима

, железа и бор

в) керамический - Керамические агломераты оксидов железа 9000 3

г) пластик - Неметаллические магниты изготовлены из полимеров, содержащих никель

д) alnico - изготовлен из соединений алюминия (Al), никеля (Ni) и кобальта. (Ко) (Аль-Ни-Ко)

Взаимодействие двух магнитов.

Если мы приблизим магниты к одним полюсам, то Они будут отталкивать.

Если мы соединим магниты противоположными полюсами, то Они будут привлекать.

Посмотрите, как взаимодействуют магниты (посмотрите фильмы)

Обратите внимание, что утюги всегда притягивают магниты и его ноги (сталь).

НЕБОЛЬШОЙ ТЕСТ - играйте в

Millionaires

Взаимодействуют ли магниты с другими веществами, кроме ферромагнетиков?

Получается, что ДА, но такой воздействие очень слабое, даже незаметный.

На первый взгляд алюминий не взаимодействует с магнитом, но .... (смотреть видео)

Вещества, на которые магниты воздействуют очень слабо делим на:

парамагнетики (алюминий, вольфрам, гемоглобин крови) и диамагнетики (вода, золото, графит)

Парамагнетики притягиваются к своему полю магнитом, а диамагнетики притягиваются к его полю. они отталкиваются.

Как собрать магнитометр? (смотреть видео)

90 200

Задача. Если у вас дома есть нужный набор материалов, соберите свой собственный магнитометр.

Магнитное поле Земли 9000 3

Почему Земля производит магнитное поле и что оно нам дает значение? (смотреть видео)

Теперь краткое резюме в виде ментальной карты.

90 222

ПРОВЕРИТЬ

Выполнить Магнетизм повторите ВИКТОРУ

Наконец, еще несколько игр с магнитами — узнайте о силе неодимовых магнитов

90 240

Желаю приятной и плодотворной работы.

.

Смотрите также