चुंबकत्व और चुंबकीय सामग्री
गैर-चुंबकीय अंतरिक्ष में क्षेत्र की तुलना में चुंबकीय क्षेत्र के मापदंडों में परिवर्तन में चुंबकीय गुणों वाले पदार्थ की उपस्थिति प्रकट होती है। सूक्ष्म प्रतिनिधित्व में होने वाली भौतिक प्रक्रियाएं माइक्रोक्यूरेंट्स के चुंबकीय क्षणों के चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में सामग्री में उपस्थिति से जुड़ी होती हैं, जिसके आयतन घनत्व को चुंबकीयकरण वेक्टर कहा जाता है।
जब आप इसे अंदर रखते हैं तो पदार्थ में चुम्बकत्व का आभास होता है चुंबकीय क्षेत्र चुंबकीय क्षणों के क्रमिक अधिमान्य अभिविन्यास की प्रक्रिया द्वारा समझाया गया है जो क्षेत्र की दिशा में माइक्रोक्यूरेंट्स में घूमते हैं। पदार्थ में माइक्रोक्यूरेंट्स के निर्माण में एक बड़ा योगदान इलेक्ट्रॉनों की गति है: परमाणुओं, स्पिन और चालन इलेक्ट्रॉनों के मुक्त संचलन से जुड़े इलेक्ट्रॉनों का घूर्णन और कक्षीय संचलन।
उनके चुंबकीय गुणों के अनुसार, सभी सामग्रियों को पैरामैग्नेट्स, डायमैग्नेट्स, फेरोमैग्नेट्स, एंटीफेरोमैग्नेट्स और फेराइट्स में विभाजित किया जाता है। मल्टीइलेक्ट्रॉन परमाणुओं और क्रिस्टल संरचनाओं में एक दूसरे के साथ इलेक्ट्रॉनों की मजबूत बातचीत की शर्तों के तहत क्षेत्र।
Diamagnets और Paramagnets कमजोर चुंबकीय सामग्री हैं। फेरोमैग्नेट्स में एक बहुत मजबूत चुंबकत्व प्रभाव देखा जाता है।
ऐसी सामग्रियों के लिए चुंबकीय संवेदनशीलता (मैग्नेटाइजेशन और फील्ड स्ट्रेंथ वैक्टर के पूर्ण मूल्यों का अनुपात) सकारात्मक है और कई दसियों हजार तक पहुंच सकता है। फेरोमैग्नेट्स में, सहज यूनिडायरेक्शनल मैग्नेटाइजेशन के क्षेत्र - डोमेन - बनते हैं।
फेरोमैग्नेटिज्म संक्रमण धातुओं के क्रिस्टल में देखा गया: लोहा, कोबाल्ट, निकल और कई मिश्र धातु।
जब बढ़ती ताकत के बाहरी चुंबकीय क्षेत्र को लागू किया जाता है, तो सहज चुंबकत्व वैक्टर, शुरू में अलग-अलग क्षेत्रों में अलग-अलग तरीकों से उन्मुख होते हैं, धीरे-धीरे एक ही दिशा में संरेखित होते हैं। इस प्रक्रिया को तकनीकी चुंबकत्व कहा जाता है ... यह एक प्रारंभिक चुंबकीयकरण वक्र की विशेषता है - प्रेरण या चुंबकीयकरण की निर्भरता परिणामी चुंबकीय क्षेत्र की ताकत सामग्री में।
अपेक्षाकृत छोटे क्षेत्र की ताकत (धारा I) के साथ चुंबकीयकरण में तेजी से वृद्धि हुई है, मुख्य रूप से डोमेन के आकार में वृद्धि के कारण क्षेत्र शक्ति वैक्टर के सकारात्मक गोलार्ध में चुंबकत्व अभिविन्यास के साथ। इसी समय, नकारात्मक गोलार्ध में डोमेन का आकार आनुपातिक रूप से कम हो जाता है।कुछ हद तक, इन क्षेत्रों के आयाम बदलते हैं, जिनमें से चुंबकीयकरण तीव्रता वेक्टर के समतल ऑर्थोगोनल के करीब उन्मुख होता है।
तीव्रता में और वृद्धि के साथ, तकनीकी संतृप्ति (बिंदु S) तक पहुंचने तक क्षेत्र के साथ-साथ डोमेन मैग्नेटाइजेशन वैक्टर के रोटेशन की प्रक्रिया प्रबल होती है (अनुभाग II)। परिणामस्वरूप चुंबकीयकरण में बाद में वृद्धि और क्षेत्र में सभी क्षेत्रों के समान अभिविन्यास की उपलब्धि इलेक्ट्रॉनों की थर्मल गति से बाधित होती है। क्षेत्र III पैरामैग्नेटिक प्रक्रियाओं की प्रकृति के समान है, जहां चुंबकीयकरण में वृद्धि तापीय गति से विचलित कुछ स्पिन चुंबकीय क्षणों के उन्मुखीकरण के कारण होती है। बढ़ते तापमान के साथ, विचलित करने वाली थर्मल गति बढ़ जाती है और पदार्थ का चुंबकीयकरण कम हो जाता है।
किसी दिए गए फेरोमैग्नेटिक मैटीरियल के लिए, एक निश्चित तापमान होता है, जिस पर डोमेन संरचना का फेरोमैग्नेटिक ऑर्डर और मैग्नेटाइजेशन गायब हो जाता है। सामग्री पैरामैग्नेटिक हो जाती है। इस तापमान को क्यूरी पॉइंट कहा जाता है। लोहे के लिए, क्यूरी बिंदु 790 ° C, निकल के लिए - 340 ° C, कोबाल्ट के लिए - 1150 ° C से मेल खाता है।
क्यूरी बिंदु के नीचे के तापमान को कम करने से सामग्री के चुंबकीय गुणों को फिर से बहाल किया जाता है: यदि कोई बाहरी चुंबकीय क्षेत्र नहीं है तो डोमेन संरचना शून्य नेटवर्क चुंबकीयकरण के साथ। इसलिए, क्यूरी बिंदु के ऊपर फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों से बने ताप उत्पादों का उपयोग उन्हें पूरी तरह से विचुंबकित करने के लिए किया जाता है।
प्रारंभिक चुंबकीयकरण वक्र
चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन के संबंध में प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय में विभाजित फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों के चुंबकीयकरण की प्रक्रियाएं।यदि बाहरी क्षेत्र की गड़बड़ी को दूर करने के बाद, सामग्री का चुंबकीयकरण अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाता है, तो यह प्रक्रिया प्रतिवर्ती है, अन्यथा यह अपरिवर्तनीय है।
डोमेन दीवारों के छोटे विस्थापन और क्षेत्रों II, III में खंड I चुंबकीयकरण वक्र (रेले ज़ोन) के एक छोटे प्रारंभिक खंड में प्रतिवर्ती परिवर्तन देखे जाते हैं जब क्षेत्रों में चुंबकीयकरण वैक्टर घूमते हैं। धारा I का मुख्य भाग चुंबकीयकरण उत्क्रमण की एक अपरिवर्तनीय प्रक्रिया से संबंधित है, जो मुख्य रूप से फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों के हिस्टैरिसीस गुणों को निर्धारित करता है (चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन से चुंबकीयकरण में परिवर्तन का अंतराल)।
हिस्टैरिसीस लूप वक्र कहा जाता है जो चक्रीय रूप से बदलते बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में फेरोमैग्नेट के चुंबकीयकरण में परिवर्तन को दर्शाता है।
चुंबकीय सामग्री का परीक्षण करते समय, चुंबकीय क्षेत्र मापदंडों बी (एच) या एम (एच) के कार्यों के लिए हिस्टैरिसीस लूप का निर्माण किया जाता है, जिसका एक निश्चित दिशा में प्रक्षेपण में सामग्री के अंदर प्राप्त मापदंडों का अर्थ होता है। यदि सामग्री को पहले पूरी तरह से विचुंबकित किया गया था, तो चुंबकीय क्षेत्र की ताकत में शून्य से एचएस तक की क्रमिक वृद्धि प्रारंभिक चुंबकीयकरण वक्र (धारा 0-1) से कई अंक देती है।
प्वाइंट 1 - तकनीकी संतृप्ति बिंदु (बीएस, एचएस)। सामग्री के अंदर बल एच की बाद की कमी शून्य (धारा 1-2) से अवशिष्ट चुंबकत्व ब्र की सीमा (अधिकतम) मान निर्धारित करना संभव हो जाता है और पूर्ण विमुद्रीकरण बी = 0 (अनुभाग) प्राप्त करने के लिए नकारात्मक क्षेत्र की ताकत को और कम कर देता है। 2-3) बिंदु H = -HcV पर - चुम्बकत्व के दौरान अधिकतम ज़बरदस्त बल।
इसके अलावा, सामग्री को H = - Hs पर संतृप्ति (धारा 3-4) के लिए नकारात्मक दिशा में चुम्बकित किया जाता है। एक सकारात्मक दिशा में क्षेत्र की ताकत में बदलाव 4-5-6-1 वक्र के साथ सीमित हिस्टैरिसीस लूप को बंद कर देता है।
आंशिक सममित और असममित हिस्टैरिसीस चक्रों के अनुरूप चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को बदलकर हिस्टैरिसीस सीमा चक्र के भीतर कई भौतिक अवस्थाएँ प्राप्त की जा सकती हैं।
चुंबकीय हिस्टैरिसीस: 1 - प्रारंभिक चुंबकीयकरण वक्र; 2 - हिस्टैरिसीस सीमा चक्र; 3 - मुख्य चुंबकत्व का वक्र; 4 - सममित आंशिक चक्र; 5 - असममित आंशिक लूप
आंशिक रूप से सममित हिस्टैरिसीस चक्र मुख्य चुंबकीयकरण वक्र पर अपने कोने को आराम देते हैं, जिसे इन चक्रों के कोने के सेट के रूप में परिभाषित किया जाता है जब तक कि वे सीमा चक्र के साथ मेल नहीं खाते।
आंशिक असममित हिस्टैरिसीस लूप बनते हैं यदि शुरुआती बिंदु क्षेत्र की ताकत में एक सममित परिवर्तन के साथ-साथ सकारात्मक या नकारात्मक दिशा में क्षेत्र की ताकत में एक असममित परिवर्तन के साथ मुख्य चुंबकीयकरण वक्र पर नहीं है।
ज़बरदस्त बल के मूल्यों के आधार पर, फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों को चुंबकीय रूप से नरम और चुंबकीय रूप से कठोर में विभाजित किया जाता है।
चुंबकीय प्रणालियों में नरम चुंबकीय सामग्री का उपयोग चुंबकीय कोर के रूप में किया जाता है। इन सामग्रियों में कम बलशाली बल, उच्च होता है चुम्बकीय भेद्यता और संतृप्ति प्रेरण।
कठोर चुंबकीय सामग्री में एक बड़ी जबरदस्ती होती है और पूर्व-चुंबकीय अवस्था में इसका उपयोग किया जाता है स्थायी मैग्नेट - चुंबकीय क्षेत्र के प्राथमिक स्रोत।
ऐसी सामग्रियां हैं, जो उनके चुंबकीय गुणों के अनुसार, एंटीफेरोमैग्नेट हैं... पड़ोसी परमाणुओं के स्पिन की एंटीपैरल समानांतर व्यवस्था उनके लिए ऊर्जावान रूप से अधिक अनुकूल है। एंटीफेरोमैग्नेट्स बनाए गए हैं जिनमें क्रिस्टल जाली विषमता के कारण एक महत्वपूर्ण आंतरिक चुंबकीय क्षण होता है ... ऐसी सामग्रियों को फेरिमैग्नेट्स (फेराइट्स) कहा जाता है ... धात्विक फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों के विपरीत, फेराइट अर्धचालक होते हैं और इनमें काफी कम ऊर्जा हानि होती है वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्रों में एड़ी धाराएं.
विभिन्न फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों के चुंबकत्व वक्र