Az anyagok mágneses tulajdonságai Alkalmazási területek Alkalmazási területek Jelentőségük (lágy: n*10 6 tonna/év, kemény: n*10 3 tonna/év) Ókori Kína ( II.sz.) Iránytű 1880 Martenzites állandómágnes 1900 Fe - Si ötvözet 1923 Fe - Ni ötvözet 1 1923 Fe - Ni ötvözet 1935 Első mágnesszalag 1946 Ferritek megjelenése 1966 Ritkaföldfém - kobalt keménymágnesek 1975 Irányított Mn-Al-C keménymágnesek 2
30
Embed
Az anyagok mágneses · Rideg, törékeny, nem alakítható (köszörülés) ⇒ Szigetel (rossz félvezet) ⇒ nagy frekvenciás alkalmazások MOFe 2 O 3 FERRIT (M kétvegyérték
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Az anyagok m
ágneses tulajdonságai
Alkalm
azási területekA
lkalmazási területek
Jelentőségük(lágy: n*10
6tonna/év, kem
ény: n*103
tonna/év)
Ókori K
ína ( II.sz.) Iránytű
1880M
artenzites állandómágnes
1900F
e -S
i ötvözet1923
Fe -
Ni ötvözet
1
1923F
e -N
i ötvözet1935
Első m
ágnesszalag1946
Ferritek m
egjelenése1966
Ritkaföldfém
-kobalt kem
énymágnesek
1975Irányított M
n-Al-C
keménym
ágnesek
2
Példák lágy és kem
énymágneses anyagokra
3
Mágneses tér ⇔
anyag kölcsönhatás
leírása
κµ
κ
µµ
µ µ
+=
==
+=
= =
∑1
1
)(0
0
i
r
PV
HM
MH
HB
HB
=
⋅=
−
AH
Tm V
sB
Am
Vs
2
70
104π
µ
4
κµ
+=
1r
m AH
Mágneses perm
eabilitás
Mágneses szuszceptibilitás
(érzékenység)
Mágneses dipólusm
omentum
konst
Bp
W
Bp
m
+−
=
×=
τ
AI
Pm
=
lm
P=
dx B
dp
F
konst
Bp
W
m
m
=
+−
=
Hom
ogén mágneses térben m
omentum
ra erő nem
hat csak nyomaték.
5
lm
Pm
=erő nem
hat csak nyomaték.
Mom
entum energiája csökken ha térirányba
áll be.
Egym
ással igyekeznek párhuzamosra
beállni.
Mágneses tulajdonságok eredete
Egyedi elem
i részecskék mágneses tulajdonságai
Szabad atomok m
ágn. tulajdonságaiSzabad atom
ok mágn. tulajdonságai
saját (spin)m
ágn. mom
entum (elektron
, proton, neutron)pályam
omentum
Atom
i (spin) mágn. m
omentum
→B
ohr magneton
Betöltött héjak spin m
omentum
a NU
LL
A.
m q
m
qh
B2
4
h=
=π
µ
6
Szilárd testekP
ályamom
entumok kom
penzálják egymást (befagynak)
⇒C
sak a betöltetlen héjak spinmom
entumait
kell számításba venni.
mm
24π
Mágneses anyagok csoportosítása
Gyengén m
ágneses anyagok
Dia
(lezárt elektronhéj) κ<
0(≈10
-5) Univerzális tulajd.
(Si, C
u, Zn, A
g. Cd, A
u…)
Para
(legalább egy páratlan elektron) κ>
0(10
-3-
10-5)
(Mg, A
l, Ti, W
…)
7
Rendezett m
ágneses szerkezetű anyagok(3d, 4f héj telítetlen, dom
énszerkezet)
Fe: 1s
22s
22p
63s
23p
63d
64s
2 ⇒4 B
ohr magneton
Ferro ↑
↑↑
↑↑
↑↑
↑↑
↑↑
↑↑
↑↑
↑(F
e, Co, N
i, Gd), ötvözetek, H
eussler (Mn, C
r)
Antiferro ↑
↓↑
↓↑
↓↑
↓↑
↓↑
↓↑
↓↑
↓(C
r, Mn)
Ferri ⇑⇑⇑ ⇑
↓↓↓ ↓⇑⇑⇑ ⇑
↓↓↓ ↓(F
e3 O
4 , CrO
2 , ErO
…)
↑↑↑ ↑↓↓↓ ↓
↑↑↑ ↑
↑↑↑ ↑
↑↑↑ ↑
↑↑↑ ↑
8
Rendezett szerkezetű m
ágneses anyagok jellem
zése (hiszterézis)60
60
-20 0
20
40
60
-1-0
,8-0
,6-0
,4-0
,20
0,2
0,4
0,6
0,8
1
-20 0
20
40
60
-1-0
,8-0
,6-0
,4-0
,20
0,2
0,4
0,6
0,8
1
9
-60
-40
-60
-40
Klasszikus m
ágneses paraméterek m
érése
10
Hiszterézis görbéb
ől szárm
aztatott jellemzők
Első m
ágnesezési (szűz) görbe, dinam
ikus középgörbe
M(H
) és B(H
) hiszterézis görbék
Belső, m
ellék hiszerézis. Telítés !!!
Telítési indukció (BM
), Rem
anens indukció (BR ),
Koercitív erő (H
c )
Perm
eabilitások (µ): kezd
ő, maxim
ális, differenciális,
11
Perm
eabilitások (µr ): kezd
ő, maxim
ális, differenciális, növekm
ényes (irreverzibilis)
Jósági szám (B
H)m
ax , négyszögletességi tényező B
R/ /B
M
stb.
BM
, BR , H
Cösszetétel, technológiai hatások
BM
: csak a kémiai összetételtől függ
BM
: csak a kémiai összetételtől függ
(Bohr m
agnetonok térfogategységenkénti száma)
Maxim
um →
70Fe -
30Co (P
ermendur)
Alakítás hatására: H
Cnövekszik B
Rcsökken
12
Maxim
um →
70Fe -
30Co (P
ermendur)
(2,4 Bohr m
agneton/atom, B
M=
2,45 T)
A m
ágneses tulajdonságokat m
eghatározó energia tagok
∑∑
+−
=M
HS
TU
F
Kicserélődési energia
Kristályanizotrópia energia
Magnetoelasztikus energia
13
Magnetoelasztikus energia
Dom
énfal energia
Mom
entum beállásból szárm
azó (entrópia) többlet
Magnetosztatikus és lem
ágnesező energia
Problém
ák
1. Mi az oka a rendkívül erős m
ágneses tulajdonságoknak?1. M
i az oka a rendkívül erős mágneses tulajdonságoknak?