అయస్కాంతీకరణ మరియు అయస్కాంత పదార్థాలు

అయస్కాంత లక్షణాలతో కూడిన పదార్ధం యొక్క ఉనికి అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క పారామితులలో మార్పులో అయస్కాంతేతర ప్రదేశంలో ఉన్న క్షేత్రంతో పోలిస్తే వ్యక్తమవుతుంది. మైక్రోస్కోపిక్ ప్రాతినిధ్యంలో సంభవించే భౌతిక ప్రక్రియలు మైక్రోకరెంట్స్ యొక్క అయస్కాంత కదలికల అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క ప్రభావంతో పదార్థంలో కనిపించడంతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి, దీని వాల్యూమ్ సాంద్రతను అయస్కాంతీకరణ వెక్టర్ అని పిలుస్తారు.

మీరు దానిని లోపల ఉంచినప్పుడు పదార్ధంలో అయస్కాంతీకరణ యొక్క రూపాన్ని అయిస్కాంత క్షేత్రం క్షేత్రం యొక్క దిశలో మైక్రోకరెంట్స్‌లో ప్రసరించే అయస్కాంత క్షణాల ప్రక్రియ క్రమంగా ప్రాధాన్యతా ధోరణి ద్వారా వివరించబడింది. పదార్ధంలో మైక్రోకరెంట్ల సృష్టికి భారీ సహకారం ఎలక్ట్రాన్ల కదలిక: అణువులతో సంబంధం ఉన్న ఎలక్ట్రాన్ల భ్రమణం మరియు కక్ష్య కదలిక, స్పిన్ మరియు ప్రసరణ ఎలక్ట్రాన్ల ఉచిత కదలిక.

వాటి అయస్కాంత లక్షణాల ప్రకారం, అన్ని పదార్థాలు పారా అయస్కాంతాలు, డయామాగ్నెట్‌లు, ఫెర్రో అయస్కాంతాలు, యాంటీఫెరో మాగ్నెట్‌లు మరియు ఫెర్రైట్‌లుగా విభజించబడ్డాయి ... ఒక పదార్థం ఒకటి లేదా మరొక తరగతికి చెందినది అనేది ఎలక్ట్రాన్ల అయస్కాంత కదలికల ప్రతిచర్య యొక్క స్వభావం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. మల్టీఎలెక్ట్రాన్ అణువులు మరియు క్రిస్టల్ నిర్మాణాలలో ఒకదానితో ఒకటి ఎలక్ట్రాన్ల యొక్క బలమైన పరస్పర చర్యల పరిస్థితులలో ఫీల్డ్.

డయామాగ్నెట్స్ మరియు పారా అయస్కాంతాలు బలహీనమైన అయస్కాంత పదార్థాలు. ఫెర్రో అయస్కాంతాలలో చాలా బలమైన అయస్కాంతీకరణ ప్రభావం గమనించవచ్చు.

అటువంటి పదార్థాలకు అయస్కాంత ససెప్టబిలిటీ (మాగ్నెటైజేషన్ మరియు ఫీల్డ్ స్ట్రెంత్ వెక్టర్స్ యొక్క సంపూర్ణ విలువల నిష్పత్తి) సానుకూలంగా ఉంటుంది మరియు అనేక పదుల వేలకు చేరుకుంటుంది. ఫెర్రో అయస్కాంతాలలో, ఆకస్మిక ఏకదిశాత్మక అయస్కాంతీకరణ ప్రాంతాలు - డొమైన్‌లు - ఏర్పడతాయి.

ఫెర్రో అయస్కాంతత్వం పరివర్తన లోహాల స్ఫటికాలలో గమనించవచ్చు: ఇనుము, కోబాల్ట్, నికెల్ మరియు అనేక మిశ్రమాలు.

బలాన్ని పెంచే బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని వర్తింపజేసినప్పుడు, ఆకస్మిక అయస్కాంతీకరణ వెక్టర్స్, ప్రారంభంలో వివిధ మార్గాల్లో వివిధ ప్రాంతాలలో ఆధారితమైనవి, క్రమంగా ఒకే దిశలో సమలేఖనం చేయబడతాయి. ఈ ప్రక్రియను టెక్నికల్ మాగ్నెటైజేషన్ అంటారు... ఇది ప్రారంభ అయస్కాంతీకరణ వక్రరేఖ ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది-ఇండక్షన్ లేదా అయస్కాంతీకరణపై ఆధారపడటం ఫలితంగా అయస్కాంత క్షేత్ర బలం పదార్థంలో.

సాపేక్షంగా చిన్న ఫీల్డ్ బలంతో (విభాగం I) అయస్కాంతీకరణలో వేగవంతమైన పెరుగుదల ఉంది, ప్రధానంగా క్షేత్ర బలం వెక్టర్స్ యొక్క దిశల సానుకూల అర్ధగోళంలో అయస్కాంతీకరణ ధోరణితో డొమైన్‌ల పరిమాణంలో పెరుగుదల కారణంగా. అదే సమయంలో, ప్రతికూల అర్ధగోళంలో డొమైన్ల పరిమాణాలు దామాషా ప్రకారం తగ్గుతాయి.కొంతవరకు, ఈ ప్రాంతాల కొలతలు మారుతాయి, దీని యొక్క అయస్కాంతీకరణ తీవ్రత వెక్టర్‌కు ఆర్తోగోనల్‌కు దగ్గరగా ఉంటుంది.

తీవ్రతలో మరింత పెరుగుదలతో, సాంకేతిక సంతృప్తత (పాయింట్ S) చేరే వరకు ఫీల్డ్‌తో పాటు డొమైన్ మాగ్నెటైజేషన్ వెక్టర్స్ యొక్క భ్రమణ ప్రక్రియలు ప్రధానంగా ఉంటాయి (విభాగం II). ఫలితంగా అయస్కాంతీకరణ యొక్క తదుపరి పెరుగుదల మరియు ఫీల్డ్‌లోని అన్ని ప్రాంతాల యొక్క ఒకే విన్యాసాన్ని సాధించడం ఎలక్ట్రాన్ల ఉష్ణ చలనం ద్వారా అడ్డుకుంటుంది. రీజియన్ III ప్రకృతిలో పారా అయస్కాంత ప్రక్రియల మాదిరిగానే ఉంటుంది, ఇక్కడ అయస్కాంతీకరణ పెరుగుదల థర్మల్ మోషన్ ద్వారా అస్తవ్యస్తమైన కొన్ని స్పిన్ మాగ్నెటిక్ మూమెంట్‌ల విన్యాసానికి కారణం.పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో, దిక్కుతోచని ఉష్ణ చలనం పెరుగుతుంది మరియు పదార్ధం యొక్క అయస్కాంతీకరణ తగ్గుతుంది.

ఇచ్చిన ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థం కోసం, డొమైన్ నిర్మాణం యొక్క ఫెర్రో అయస్కాంత క్రమం మరియు అయస్కాంతీకరణ అదృశ్యమయ్యే నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత ఉంటుంది. పదార్థం పారా అయస్కాంతం అవుతుంది. ఈ ఉష్ణోగ్రతను క్యూరీ పాయింట్ అంటారు. ఇనుము కోసం, క్యూరీ పాయింట్ 790 ° C, నికెల్ కోసం - 340 ° C, కోబాల్ట్ కోసం - 1150 ° C కు అనుగుణంగా ఉంటుంది.

క్యూరీ పాయింట్ క్రింద ఉష్ణోగ్రతను తగ్గించడం వలన పదార్థం యొక్క అయస్కాంత లక్షణాలను మళ్లీ పునరుద్ధరిస్తుంది: బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రం లేనట్లయితే సున్నా నెట్‌వర్క్ మాగ్నెటైజేషన్‌తో డొమైన్ నిర్మాణం. అందువల్ల, క్యూరీ పాయింట్ పైన ఉన్న ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాలతో తయారు చేయబడిన తాపన ఉత్పత్తులు వాటిని పూర్తిగా డీమాగ్నెటైజ్ చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.

ప్రారంభ అయస్కాంతీకరణ వక్రరేఖ

ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాల అయస్కాంతీకరణ ప్రక్రియలు అయస్కాంత క్షేత్రంలో మార్పుకు సంబంధించి రివర్సిబుల్ మరియు కోలుకోలేనివిగా విభజించబడ్డాయి.ఒకవేళ, బాహ్య క్షేత్ర అవాంతరాలను తొలగించిన తర్వాత, పదార్థం యొక్క అయస్కాంతీకరణ దాని అసలు స్థితికి తిరిగి వస్తే, ఈ ప్రక్రియ తిరిగి మార్చబడుతుంది, లేకుంటే అది తిరిగి పొందలేనిది.

డొమైన్ గోడల యొక్క చిన్న స్థానభ్రంశం వద్ద సెక్షన్ I మాగ్నెటైజేషన్ కర్వ్ (రేలీ జోన్) యొక్క చిన్న ప్రారంభ విభాగంలో మరియు ప్రాంతాలలో అయస్కాంతీకరణ వెక్టర్స్ తిరిగినప్పుడు II, III ప్రాంతాలలో రివర్సిబుల్ మార్పులు గమనించబడతాయి. విభాగం I యొక్క ప్రధాన భాగం మాగ్నెటైజేషన్ రివర్సల్ యొక్క తిరుగులేని ప్రక్రియతో వ్యవహరిస్తుంది, ఇది ప్రధానంగా ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాల యొక్క హిస్టెరిసిస్ లక్షణాలను నిర్ణయిస్తుంది (అయస్కాంత క్షేత్రంలో మార్పుల నుండి అయస్కాంతీకరణలో మార్పుల లాగ్).

చక్రీయంగా మారుతున్న బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రం ప్రభావంతో ఫెర్రో అయస్కాంతం యొక్క అయస్కాంతీకరణలో మార్పును ప్రతిబింబించే వక్రతలు అని పిలువబడే హిస్టెరిసిస్ లూప్.

అయస్కాంత పదార్థాలను పరీక్షించేటప్పుడు, అయస్కాంత క్షేత్ర పారామితులు B (H) లేదా M (H) యొక్క విధుల కోసం హిస్టెరిసిస్ లూప్‌లు నిర్మించబడతాయి, ఇవి స్థిరమైన దిశలో ప్రొజెక్షన్‌లో పదార్థం లోపల పొందిన పారామితుల అర్థాన్ని కలిగి ఉంటాయి. పదార్థం గతంలో పూర్తిగా డీమాగ్నెటైజ్ చేయబడి ఉంటే, అయస్కాంత క్షేత్ర బలం సున్నా నుండి Hsకి క్రమంగా పెరగడం ప్రారంభ అయస్కాంతీకరణ వక్రరేఖ నుండి అనేక పాయింట్లను ఇస్తుంది (విభాగం 0-1).

పాయింట్ 1 — సాంకేతిక సంతృప్త స్థానం (Bs, Hs). పదార్థం లోపల H బలాన్ని సున్నాకి తగ్గించడం (విభాగం 1-2) అవశేష అయస్కాంతీకరణ Br యొక్క పరిమితి (గరిష్ట) విలువను నిర్ణయించడం సాధ్యపడుతుంది మరియు పూర్తి డీమాగ్నెటైజేషన్ B = 0 (విభాగం) సాధించడానికి ప్రతికూల క్షేత్ర బలాన్ని మరింత తగ్గిస్తుంది. 2-3) పాయింట్ వద్ద H = -HcV - అయస్కాంతీకరణ సమయంలో గరిష్ట బలవంతపు శక్తి.

ఇంకా, పదార్థం H = — Hs వద్ద సంతృప్తతకు ప్రతికూల దిశలో (విభాగం 3-4) అయస్కాంతీకరించబడుతుంది. సానుకూల దిశలో ఫీల్డ్ బలంలో మార్పు 4-5-6-1 వక్రతతో పాటు పరిమితం చేసే హిస్టెరిసిస్ లూప్‌ను మూసివేస్తుంది.

అయస్కాంత క్షేత్ర బలాన్ని సంబంధిత పాక్షిక సిమెట్రిక్ మరియు అసమాన హిస్టెరిసిస్ సైకిల్స్‌ని మార్చడం ద్వారా హిస్టెరిసిస్ పరిమితి చక్రంలోని అనేక పదార్థ స్థితులను సాధించవచ్చు.

మాగ్నెటిక్ హిస్టెరిసిస్: 1 - ప్రారంభ అయస్కాంతీకరణ వక్రరేఖ; 2 - హిస్టెరిసిస్ పరిమితి చక్రం; 3 - ప్రధాన అయస్కాంతీకరణ యొక్క వక్రత; 4 - సుష్ట పాక్షిక చక్రాలు; 5 - అసమాన పాక్షిక ఉచ్చులు

పాక్షికంగా సిమెట్రిక్ హిస్టెరిసిస్ సైకిల్స్ వాటి శీర్షాలను ప్రధాన అయస్కాంతీకరణ వక్రరేఖపై ఉంచుతాయి, ఈ చక్రాల శీర్షాల సమితిగా అవి పరిమితి చక్రంతో ఏకీభవించే వరకు నిర్వచించబడతాయి.

ఫీల్డ్ బలంలో సుష్ట మార్పుతో, అలాగే సానుకూల లేదా ప్రతికూల దిశలో ఫీల్డ్ బలంలో అసమాన మార్పుతో ప్రారంభ స్థానం ప్రధాన అయస్కాంతీకరణ వక్రరేఖపై లేనట్లయితే పాక్షిక అసమాన హిస్టెరిసిస్ లూప్‌లు ఏర్పడతాయి.

బలవంతపు శక్తి యొక్క విలువలపై ఆధారపడి, ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాలు అయస్కాంతంగా మృదువైన మరియు అయస్కాంతంగా గట్టిగా విభజించబడ్డాయి.

మృదువైన అయస్కాంత పదార్థాలు అయస్కాంత వ్యవస్థలలో అయస్కాంత కోర్లుగా ఉపయోగించబడతాయి... ఈ పదార్థాలు తక్కువ బలవంతపు శక్తిని కలిగి ఉంటాయి, ఎక్కువ అయస్కాంత పారగమ్యత మరియు సంతృప్త ప్రేరణ.

గట్టి అయస్కాంత పదార్థాలు పెద్ద బలవంతపు శక్తిని కలిగి ఉంటాయి మరియు ముందుగా అయస్కాంతీకరించబడిన స్థితిలో ఉపయోగించబడతాయి శాశ్వత అయస్కాంతాలు - అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క ప్రాథమిక వనరులు.

వాటి అయస్కాంత లక్షణాల ప్రకారం, యాంటీఫెరో మాగ్నెట్‌లకు చెందిన పదార్థాలు ఉన్నాయి... పొరుగు అణువుల స్పిన్‌ల యొక్క వ్యతిరేక సమాంతర అమరిక వారికి శక్తివంతంగా మరింత అనుకూలమైనదిగా మారుతుంది. క్రిస్టల్ లాటిస్ అసమానత కారణంగా గణనీయమైన అంతర్గత అయస్కాంత క్షణాన్ని కలిగి ఉండే యాంటీఫెరోమాగ్నెట్‌లు సృష్టించబడ్డాయి... అటువంటి పదార్ధాలను ఫెర్రిమాగ్నెట్‌లు (ఫెర్రైట్స్) అంటారు... లోహ ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాల వలె కాకుండా, ఫెర్రైట్‌లు సెమీకండక్టర్‌లు మరియు శక్తి నష్టాలను గణనీయంగా కలిగి ఉంటాయి. ప్రత్యామ్నాయ అయస్కాంత క్షేత్రాలలో ఎడ్డీ ప్రవాహాలు.

వివిధ ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాల అయస్కాంతీకరణ వక్రతలు