Ujawniono właściwości magnetyczne popularnych materiałów: Czego nigdy nie wiedziałeś
Angażujący start
Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się nad materiałami, które nas otaczają i co sprawia, że zachowują się one w określony sposób? Od sposobu, w jaki ekran laptopa przylega do lodówki dzięki magnetycznej obudowie, po sposób, w jaki karta kredytowa wchodzi w interakcję z kartą kredytową, właściwości magnetyczne odgrywają istotną rolę w naszym codziennym życiu. W tym artykule zagłębimy się w właściwości magnetyczne popularnych materiałów, które mogą Cię zaskoczyć.
Szczegółowa eksploracja (podtytuły H2)
Czy niektóre materiały z czasem tracą swoje właściwości magnetyczne?
Większość ludzi byłaby zaskoczona, gdyby dowiedziała się, że niektóre materiały z czasem zmieniają swoje właściwości magnetyczne. Może to stanowić problem w zastosowaniach, w których zachowanie magnetyczne ma kluczowe znaczenie. Jednym z najczęstszych przykładów jest stal nierdzewna. Pod wpływem ciepła stal nierdzewna ulega procesowi znanemu jako wyżarzanie magnetyczne. Ponieważ proces wyżarzania może znacznie zmniejszyć siłę magnetyczną stali, wielu producentów podejmuje środki ostrożności, aby podgrzewać elementy w atmosferze, która minimalizuje takie zakłócenia. Podobnie, w stopy aluminiumPierwiastki takie jak miedź lub cynk mogą zmniejszyć ich ogólną wytrzymałość, zmieniając z czasem właściwości magnetyczne.
Jak zapobiegać utracie właściwości magnetycznych stali nierdzewnej?
Producenci mają kilka strategii, aby przeciwdziałać temu zjawisku; jedną z metod jest użycie specjalnego ogrzewania procesyktóre znacznie zmniejszają wpływ ogrzewania na zmiany właściwości magnetycznych. Ponadto naukowcy badają inne alternatywy, w których niewielka ilość dodatków drastycznie zmniejsza podatność. Przykładem takiego przypadku są nowe próbki stali z dodatkiem kombinacji Fe-Co. Chociaż materiały te mają swoje wyzwania i znaczną złożoność w dalszych procesach produkcyjnych, działają one lepiej niż wiele tradycyjnych materiałów.
Czy rodzaje stali są tak samo magnetyczne?
Nie wszystkie rodzaje stali reagują w jednakowy sposób po wystawieniu na działanie pola magnetycznego. Inne zmienne, które dyktują, jak silnie namagnesowana jest stal, począwszy od zawartości węgla, a skończywszy na różnicach w stopie, odgrywają ważną rolę. Ogólnie rzecz biorąc bardziej rafinowany węgiel dodawany do stalitym słabszy jest jej wrodzony magnetyzm i siła magnetyczna. Sprawia to, że czysta stal ferromanganowa wykazuje lepsze właściwości magnetyczne. Węgiel zazwyczaj potrzebuje dużo czasu, aby osadzić się w strukturze molekularnej, zmniejszając siłę i ogólną podatność znacznie szybciej. W rezultacie czysty mangan nie jest zbyt namagnesowany w nowoczesnych zastosowaniach, podczas gdy stal jest mniej silna, chyba że zostanie dodatkowo zmodyfikowana.
Jak mierzyć poziom magnetyzmu stali?
Siła magnetyczna silnie zależy od jej zdolności do reagowania na zewnętrzne źródło pola, wykazując siłę mierzoną w Oersteds i inne jednostki fizyczne. Aby uzyskać i określić ilościowo efektywną podatność magnetyczną, naukowcy stosują metody dokładnej oceny ferromagnetyzmu materiału. Im bardziej spójny wynik, tym wyższa wartość podatności.
Czynniki, które sprawiają, że materiały są mniej magnetyczne
- Skały magnetytowe są znacznie mniej magnetyczne niż niektóre pigmenty magnetyczne lub specjalne rodzaje tlenku żelaza.
- Obecność Magnez mogą mieć różne niezamierzone konsekwencje. Zazwyczaj mogą one sprawić, że powierzchnia będzie wydawać się nieco gładsza w dotyku.
- Ogólnie rzecz biorąc, inne rzadkie pierwiastki naturalnie zmniejszają właściwości ferromagnetyczne, gdy są wbudowane w zwykłe stopy stali.
Magnetyczny metal, nieustająca zagadka
Dlaczego pierwiastki nieferryczne występują w metalach magnetycznych tak rzadko?
Badanie właściwości magnetycznych jest skomplikowane, ponieważ często wpływ konkretnego materiału nieżelaznego zmienia się w sposób nieprzewidywalny w oparciu o jego molekularną kombinację niepospolitych pierwiastków w stopie. Naukowcy uciekają się zatem do badań laboratoryjnych i dokładnych eksperymentów w celu zidentyfikowania nieznanych cech, wykorzystując określoną mieszankę dodatków chemicznych, które działają podobnie jako możliwe katalizatory.