Tergantung pada sifat kemagnetannya, zat adalah diamagnet, paramagnet, dan feromagnet. Dan itu adalah bahan feromagnetik yang memiliki sifat khusus yang berbeda dari yang lain.
Bahan macam apa ini dan sifat apa yang dimilikinya
Bahan feromagnetik (atau feromagnet) adalah zat yang berbentuk kristal padat atau amorf, yang dimagnetisasi tanpa adanya medan magnet hanya pada suhu kritis rendah, yaitu pada suhu di bawah titik Curie. Suseptibilitas magnetik bahan ini positif dan melebihi satu. Beberapa feromagnet mungkin memiliki magnetisasi spontan, yang kekuatannya akan tergantung pada faktor eksternal. Antara lain, bahan tersebut memiliki permeabilitas magnet yang sangat baik dan mampu memperkuat medan magnet eksternal beberapa ratus ribu kali.
Kelompok feromagnet
Ada dua kelompok bahan feromagnetik secara total:
- Grup yang lembut secara magnetis. Ferromagnet dari kelompok ini memiliki kecilindikator kekuatan medan magnet, tetapi memiliki permeabilitas magnet yang sangat baik (kurang dari 8,0×10-4 H/m) dan kehilangan histeresis yang rendah. Bahan magnet lunak meliputi: permalloy (paduan dengan penambahan nikel dan besi), feromagnet oksida (ferit), magnetodielektrik.
- Keras secara magnetis (atau kelompok keras secara magnetis). Karakteristik bahan feromagnetik kelompok ini lebih tinggi daripada yang sebelumnya. Padatan magnetik memiliki kekuatan medan magnet yang tinggi dan permeabilitas magnet yang baik. Mereka adalah bahan utama untuk produksi magnet dan perangkat di mana gaya koersif digunakan dan kerentanan magnet yang sangat baik diperlukan. Kelompok magnetis keras mencakup hampir semua karbon dan beberapa baja paduan (kob alt, tungsten dan kromium).
Material dari gugus lunak magnetis
Seperti disebutkan sebelumnya, kelompok magnet lunak meliputi:
- Permalloy, yang hanya terdiri dari paduan besi dan nikel. Kromium dan molibdenum terkadang ditambahkan ke permalloy untuk meningkatkan permeabilitas. Permalloy yang dibuat dengan benar memiliki permeabilitas dan koersivitas magnet yang tinggi.
- Ferit adalah bahan feromagnetik yang terdiri dari oksida besi dan seng. Seringkali mangan atau nikel oksida ditambahkan ke besi dan seng untuk mengurangi resistensi. Oleh karena itu, ferit sering digunakan sebagai semikonduktor untuk arus frekuensi tinggi.
- Magnetodielectricsadalah campuran bubuk besi, magnetit atau bubuk permalloy dibungkus dalam film dielektrik. Sama seperti ferit, magnetodielektrik digunakan sebagai semikonduktor di berbagai perangkat: amplifier, penerima, pemancar, dll.
Bahan dari kelompok magnet keras
Bahan berikut termasuk dalam kelompok magnet keras:
- Baja karbon terbuat dari paduan besi dan karbon. Tergantung pada jumlah karbon, ada: karbon rendah (kurang dari 0,25% karbon), karbon sedang (dari 0,25 hingga 0,6% karbon) dan baja karbon tinggi (hingga 2% karbon). Selain besi dan karbon, silikon, magnesium, dan mangan juga dapat dimasukkan dalam komposisi paduan. Tetapi kualitas tertinggi dan bahan feromagnetik yang cocok adalah baja karbon yang memiliki jumlah pengotor paling sedikit.
- Paduan berdasarkan unsur tanah jarang, seperti paduan samarium-kob alt (senyawa SmCo5 atau Sm2Co17). Mereka memiliki permeabilitas magnetik yang tinggi dengan sisa induksi 0,9 T. Pada saat yang sama, medan magnet pada feromagnet jenis ini juga 0,9 T.
- Paduan lainnya. Ini termasuk: paduan tungsten, magnesium, platinum dan kob alt.
Perbedaan antara bahan feromagnetik dan zat lain yang memiliki sifat magnet
Pada awal artikel dikatakan bahwa feromagnet memiliki sifat khusus yang berbeda secara signifikandari bahan lain, dan ini beberapa buktinya:
- Tidak seperti diamagnet dan paramagnet, yang memperoleh sifat-sifatnya dari atom dan molekul materi individu, sifat bahan feromagnetik bergantung pada struktur kristal.
- Bahan feromagnetik, tidak seperti, misalnya, paramagnet, memiliki nilai permeabilitas magnetik yang tinggi.
- Selain permeabilitas, feromagnet berbeda dari bahan paramagnetik karena mereka memiliki hubungan ketergantungan antara magnetisasi dan kekuatan medan magnetisasi, yang memiliki nama ilmiah - histeresis magnetik. Banyak bahan feromagnetik, seperti kob alt dan nikel, serta paduan berdasarkan mereka, mengalami fenomena serupa. Omong-omong, histeresis magnetik inilah yang memungkinkan magnet mempertahankan keadaan magnetisasi untuk waktu yang lama.
- Beberapa bahan feromagnetik juga memiliki kemampuan untuk mengubah bentuk dan ukurannya saat diberi magnet. Fenomena ini disebut magnetostriksi dan tidak hanya bergantung pada jenis feromagnet, tetapi juga pada faktor lain yang sama pentingnya, misalnya, pada kekuatan medan dan lokasi sumbu kristalografi terhadapnya.
- Fitur menarik lainnya dari zat feromagnetik adalah kemampuannya untuk kehilangan sifat magnetiknya atau, secara sederhana, berubah menjadi paramagnet. Efek ini dapat dicapai dengan memanaskan bahan di atas apa yang disebut titik Curie, sedangkan transisi ke keadaan paramagnetik tidak disertai dengan efek samping apa pun dan praktis tidak terlihat dengan mata telanjang.mata.
Bidang aplikasi feromagnet
Seperti yang Anda lihat, bahan feromagnetik menempati tempat yang sangat penting dalam dunia teknologi modern. Ini digunakan dalam pembuatan:
- magnet permanen;
- kompas magnetik;
- transformator dan generator;
- motor elektronik;
- alat ukur listrik;
- penerima;
- pemancar;
- penguat dan penerima;
- hard drive untuk laptop dan PC;
- pengeras suara dan beberapa jenis telepon;
- perekam.
Di masa lalu, beberapa bahan magnetik lunak juga digunakan dalam teknik radio untuk membuat pita magnetik dan film.
