mittemetallid. 8. Materjalide liigitus magnetiliste omaduste põhjal. Mittemagnet materjalid ja magnetmaterjalid Mittemagnet materjalideks nimetatakse aineid mille magneetiline läbitavus on 1 Selle alla kuuluvad Diamagneetikud, Paramagneetikud, Antiderromagneetikud Diamagneetikutel puudub püsiv magnetmoment, paramagneetikutes on püsiv magnetmoment olemas, kuid see on juhusliku suunaga, antiferromagneetikutes esinevad püsiva magnetmomendi piirkonnad, kus magnetmomendid on orienteeritud antiparalleelselt. Magnetmaterjalideks loetakse selliseid aineid mille magneetiline läbitavus on >>1 Sinna alla kuuluvad: Ferromagneetikud ja Ferrimagneetikud. Ferromagneetikutel on olemas tugev ja püsiv ühesuunaline magnetmoment. Ferrimagneetikul on samuti püsiv magnetmoment olemas, kuid momendid on antiparalleelse suunaga, kuid ühes suuna magnetmoment on väiksem kui teine, ehk siis üks suund domineerib. 9
µ 0 (1 + ) µ 0 µ 2.3. Magnetväli homogeenses magneetikus B0 H Vaakumis 0 = µ0 H 0 d l =I Homogeenses aines H = H 0 B = µ B0 2.4. Diamagnetism Diamagneetikud on sellised ained, kus välise magnetvälja puudumisel orbitaalsete elektronide magnetmomendid on nullid. Väline magnetväli diamagneetikutes nõrgeneb. -10 -6 Magnetilised omadused temperauurist ei sõltu. Nt vask, kuld, hõbe, vesi 2.5. Paramagnetism Paramagneetiliste ainete aatomid omavad püsivaid magnetmomente. Välise välja puudumisel keha tervikuna magneetunud pole. Välises magnetväljas saavad magnetmomendid eelisorientatsiooni. Väline magnetväli paramagneetikus võimendub. >0 , 10 -4 nt alumiinium, hapnik, plaatina 2.6
välise välja magnetinktusiooniga. See on jälgitav ainult siis, kui aatom ei oma magnetmomenti ilma välise väljata. X‹o, μ=0,99992.Magnetiline astuvõtlikus X on neg ja väike ja konstante, ainult ülijuhis on see täpselt -1, indutseeritud väli on algväljale vastupidise suunaga. Paramagneetiku aatomite magnetmoment on nullist erinev nt täiesti kerasümmeetrilise elektrodine liikumise puhul, hapnik, liitiusm, alumiinium. Välises väljas orienteeruvad need magnetmomendid jõujoonte sihiliseks, mistõttu miksovoolude magnetväljad liituvad lisaväljaks, mis on välise väljaga samsuunaline, seda segab soojusliikuine. Magnetväli tugevneb aines-seda nähtust nimetatakse magneetumiseks. x>0 μ=1,0002 μ=B/B0 Magnetiline vastuvõtllikus x on pos ja väike ja konstante, väljas on samasuunalised Elektromagnetiliseks induktsiooniks nim elektrivooluu tekkimist juhtivas kontuuris, kui muutub selle kontuuri pinda läbiv magnetvoog. nt suletud juhtmekeerd
ulatub 120 000-ni, koertsitiivjõud Hc = 1,8 A/m. Käsutatakse magnetvarjeteks. Kuna nad on haprad, siis detaile valmistatakse valamise teel.51 50.Kuidas liigitatakse ferriidid elektriliste ja magnetiliste omaduste järgi ning millised on nende kasutusalad? Magnetiliste omaduste poolest kuuluvad ferriidid nn. ferrimagneetikute kategoo- riasse. Need materjalid on valdavalt dielektriku.d või pooljuhid ning nende magnee- tumisel ei asetu kõik atomaarsed magnetmomendid ühes suunas nagu ferromagneetikul, vaid (väiksem) osa ka vastupidises, mistõttu nende väljatihedus on reeglina väiksem. Ferriidid kujutavad endast raudoksiidi FeaOs ja mitmesuguste (põhiliselt kahe- valentsete) metallide oksiidide segu. Lähtematerjalid segatakse, pressitakse brikettideks, põletatakse ja jahvatatakse. Saadud pulber segatakse sideainega, vormitakse ja põletatakse uuesti 1100...1400 °C juures. Ferriitide eritakistus ulatub 108 £2-m
Hajunud kiirguse lainepikkus on vôrdne pealelangeva kiirguse omaga. (Rayleigh hajumine). Kui molekuli polarisatsioon muutub siis 10-6 osa footoneid aga ergastab molekuli teatud vônkumisi ja see avaldub hajunud kiirguse spektris nôrkade spektrijoontena, mis on nihutatud ergastava sageduse suhtes (Ramani effekt). Tuumade magnetiline resonants (NMR) Umbes pooled tuumad pöörlevad ja laengu tôttu on neil magnetmoment. Tugevas magnetväljas orienteeruvad kôik magnetmomendid magnetväljasihis, kuid mitte täpselt paralleelselt. Tekib pretsessioon telje pöörlemine ümber magnetvälja suuna. Kui magnetväljas olevale tuumale suunata elektromagnetiline kiirgus, mis on sama sagedusega kui pretsessioon, siis "pöörab" see kiirgus tuuma magnetmomendi vektori vastupidiselt välja suunale. Tuum neelab energiat. See on NMR fenomen. Tuuma asukoht molekulis (keemiline "ümbrus") môjutab resonantssagedust teatud määral ja
Koos annavad nad resultantvälja B= B0+B'. Magneetumist selgitas Ampere nii: oletas, et aine molekulides tsirkuleerivad ringvoolud. Igal sellisel voolul on magnetmoment ja ta tekitab ümbritsevas ruumis magnetvälja. Välise välja puudumisel on molekulaarsed voolud korrapäraselt orienteeritud, mistõttu nende resultantväli on võrdne nulliga. Üksikute molekulide magnetmomentide kaootilise orientatsiooni tõttu on keha summaarne magnetmoment samuti null. Välja toimel omandavad molekulide magnetmomendid eelisorientatsiooni, mille tagajärjel magneetik magneetub st tema summaarne magnetmoment muutub nullist erinevaks. Üksikute molekulaarsete voolude magnetväljad sel juhul enam ei kompenseeru ja tekib väli B'. Magneetumine lihsamalt on nähtus, mille korral magnetvälja paigutamise tulemusena tekitab aine ka ise magnetvälja. Kõik ained ei magneetu ühetugevuselt. Selle omaduse iseloomustamiseks kasutatakse
Magneetimiskõveralt saab leida magnetilise läbitavuse μ . Väikestele väljatugevustele vastab esialgne magnetiline läbitavus μi . Välise magnetvälja perioodilisel muutumisel tekib nn hüstereesisilmus, mille iseloomustavad parameetrid on küllastusinduktsioon Bs, jääkinduktsioon Br ja koertsitiivjõud Hc. Ferrimagneetikud erinevad ferromagneetikutest selle poolest, et neis on osa spinne orienteeritud vastupidises suunas ja nende magnetmomendid on väiksemad. Neid nimetatakse ferriitideks. Tüüpiline esindaja on magnetiit.Nende μ ja Bs on veidi väiksemad kui ferromagneetikutel. Magnetilised omadused sõltuvad temperatuurist. Ülalpool teatud temperatuuri ferromagnetilised omadused kaovad, kuna domeenide struktuur kaob. 21. Magnetmaterjalid. Magnetiliselt pehmed ja kõvad materjalid, nende omadused ja kasutamine. Tüüpilised ferromagneetilised materjalid on Fe, Co ja Ni. Mitmed keraamilised materjalid
2.5. MOLEKULIDE MAGNETILISED OMADUSED Kui aatomis toimub laengute liikumine, siis kaasneb sellega magnetmoment iS i – elementaarvool aatomis m µm S i Elementaarvoolude põhjuseid aatomis on kolm: elektroni orbitaal, elektroni spinn, tuuma spinn. Elektronide olek aatomis on kvanditud. Seega orbitaalide täieliku täitumuse korral elektronide orbitaali ja spinnide magnetmomendid kompenseeruvad täielikult. (NB! Spinnid saavad olla +1/2 ja –1/2, magnetkvantarvud +1, 0, -1 jne). Kui orbitaalid on täidetud elektronidega osaliselt, siis ei ole magnetmomentide kompensatsioon täielik ja aatomil on välisest magnetväljast sõltumatu püsiv magnetmoment. Lisaks põhjustab elektroni orbitaal veel teistsuguse reaktsiooni magnetväljale. Nimelt kujutab elektroni tiirlemine orbiidil endast elektrivoolu. Elektroni trajektoor orbiidil on kvanditud ja pindala S muutuda ei saa
magnetvälja tugevusest B = f(H) nimetatakse magneetimiskõveraks (joonised 13-5 ja 13-7). Magneetimisel toimub kaks efekti: 1) domeenide kasv (kasvavad need domeenid, mille orientatsioon on lähedane välise magnetvälja suunale); 2) domeenide magnetmomentide pöördumine välise välja suunda. Magneetimiskõveralt saab leida magnetilise läbitavuse . Ferrimagneetikud erinevad ferromagneetikutest selle poolest, et neis on osa spinne orienteeritud vastupidises suunas ja nende magnetmomendid on väiksemad (joon 13-9c). Neid nimetatakse ferriitideks. Tüüpiline esindaja on magnetiit Fe3O4. Nende ja Bs on veidi väiksemad kui ferromagneetikutel. Magnetilised omadused (näiteks ) sõltuvad temperatuurist. Ülalpool teatud temperatuuri (Curie temp) ferromagnetilised
tugevusest B=f nim magneetimiskõveraks. Magneetimise efektid: 1) demoeenide kasv.; 2) domeenide magnetmomentide pöördumine välise välja suunda.---- Kui need lõppevad, siis saavutatakse küllastus. Välise magnetvälja perioodilisel muutumisel tekib nn hüstereesisilmus- iseloomustavad parameetrid on küllastusinduktsioon, jääkinduktsioon, koertsitiivjõud. Ferrimagneetiukud erinevad ferromaganetitest, sest osa spinne on vastupidises suunas ja magnetmomendid väiksemad- nim ferriiitideks. Esindaja magnetiit Fe2O3. 30.Magnetmaterjalid. Ferromagnetid on Fe, Co, Ni. Ferrimagnetid on ferriidid. Magnatmaterjalid jaotatakse magnetilselt pehmeteks ja magnetiliselt kõvadeks- erinevus hüstereesisilmuses. Magnatiliselt phmetel on see kitsas ja suur magnetiline läbitavus, küvadel aga väike magnetiline läbitavus. Magnetiliselt pehmed materjalid- kasutatakse vahelduvas magnetväljas. Esinevad energia
-kettale. Domeenide mõõtmed ja salvestatava info maht. Magnetpea signaalide diskreetimine RZ- koodis. Magnetoptiline Kerri efekt ja sellega seotud mälu. Domeenide orientatsioon magnetoptilises mälumaterjalis. Curie temperatuur ja materjali oleku muutuste kasutamine info salvestamisel. Magnetoptilise mälu kirjutamise ja lugemise skeem. <-- autor: Felipe --> Magnetmaterjali hüsterees teatud magnetmaterjalid koosnevad väikestest mag. osadest, (doomenitest rühm molekule, mille magnetmomendid on ühesuunalised) mida välise magnetvälja mõju saab muuta doomenite orientatsioon. Info salvestamisel magnetlindile domeenide orientatsioon muudetakse suunaga piki magnetlinti. Magnetpartiklide mõõtmed erineva kvaliteediga magnetmaterjalides mida kvaliteetsem magnet, seda väiksem domeenide mõõde. RZ digitaalsignaal Tegemist on kodeerimismeetodiga, mis kasutab magnetlinti, mis on neutraalses konditsioonis. Digitaalne "1" on kodeeritud positiivse impulsina
2) domeenide magnetmomentide pöördumine välise välja suunda. Kui need protsessid lõpevad, saavutatakse küllastus, millele vastab küllastusinduktsioon Bs. Magneetimiskõveralt saab leida magnetilise läbitavuse . Välise magnetvälja perioodilisel muutmisel tekib nn hüstereesisilmus. Ferrimagneetikud erinevad ferromagneetikutest selle poolest, et neis on osa spinne orienteeritud vastupidises suunas ja nende magnetmomendid on väiksemad. Neid nimetatakse ferriitideks. Tüüpiline esindaja on magnetiit FeO. Nende ja Bs on veidi väiksemad kui ferromagneetikutel. Magnetilised omadused (näiteks ) sõltuvad temperatuurist. Ülalpool teatud temperatuuri (Curie temp) ferromagnetilised omadused kaovad, kuna domeenide struktuur kaob. 20. Magnetmaterjalid (11.2.2) Tüüpilised ferromagnetilised materjalid on Fe, Co ja Ni. Mitmed keraamilised materjalid (ferriidid) on ferrimagneetikud.
2) domeenide magnetmomentide pöördumine välise välja suunda. Kui need protsessid lõpevad, saavutatakse küllastus, millele vastab küllastusinduktsioon Bs. Magneetimiskõveralt saab leida magnetilise läbitavuse . Välise magnetvälja perioodilisel muutmisel tekib nn hüstereesisilmus. Ferrimagneetikud erinevad ferromagneetikutest selle poolest, et neis on osa spinne orienteeritud vastupidises suunas ja nende magnetmomendid on väiksemad. Neid nimetatakse ferriitideks. Tüüpiline esindaja on magnetiit FeO. Nende ja Bs on veidi väiksemad kui ferromagneetikutel. Magnetilised omadused (näiteks ) sõltuvad temperatuurist. Ülalpool teatud temperatuuri (Curie temp) ferromagnetilised omadused kaovad, kuna domeenide struktuur kaob. 21. Magnetmaterjalid. Magnetiliselt pehmed ja kõvad materjalid. (11.2.2) Tüüpilised ferromagnetilised materjalid on Fe, Co ja Ni
Väikestele väljatugevustele vastab esialgne magnetiline läbitavus i. Erinevad magneetimiskõverad ja neile vastavad sõltuvused H-st on toodud joonisel 13-6. Välise magnetvälja perioodilisel muutmisel tekib nn hüstereesisilmus (joon 13-8). Hüstereesisilmust iseloomustavad parameetrid on küllastusinduktsioon , jääkinduktsioon ja koertsitiivjõud . Ferrimagneetikud erinevad ferromagneetikutest selle poolest, et neis on osa spinne orienteeritud vastupidises suunas ja nende magnetmomendid on väiksemad (joon 13-9c). Neid nimetatakse ferriitideks. Tüüpiline esindaja on magnetiit . Nende ja on veidi väiksemad kui ferromagneetikutel. Magnetilised omadused (näiteks ) sõltuvad temperatuurist. Ülalpool teatud temperatuuri (Curie temp) ferromagnetilised omadused kaovad, kuna domeenide struktuur kaob. 30. Magnetmaterjalid. Tüüpilised ferromagnetilised materjalid on Fe, Co ja Ni. Mitmed keraamilised materjalid (ferriidid) on ferrimagneetikud
vastab küllastusinduktsioon Bs. Magneetimiskõveralt saab leida magnetilise läbitavuse . Väikestele väljatugevustele vastab esialgne magnetiline läbitavus i. Välise magnetvälja perioodilisel muutmisel tekib nn hüstereesisilmus (joon 11-7). Hüstereesisilmust iseloomustavad parameetrid on küllastusinduktsioon Bs, jääkinduktsioon Br ja koertsitiivjõud Hc. Ferrimagneetikud erinevad ferromagneetikutest selle poolest, et neis on osa spinne orienteeritud vastupidises suunas ja nende magnetmomendid on väiksemad. Neid nimetatakse ferriitideks. Tüüpiline esindaja on magnetiit Fe3O4. Nende ja Bs on veidi väiksemad kui ferromagneetikutel. 21. Magnetmaterjalid (11.2.2) Tüüpilised ferromagnetilised materjalid on Fe, Co ja Ni. Mitmed keraamilised materjalid (ferriidid) on ferrimagneetikud. Magnetmaterjalid jaotatakse magnetiliselt pehmeteks ja magnetiliselt kõvadeks. Erinevus on hüstereesisilmuses. Magnetiliselt pehme materjali
2 2 180 N/mm , pehmel 75...90 N/mm . Õhuhapnikuga Praktikas kasutatakse magnetmaterjalidena kokku puutudes oksüdeerub alumiinium inten- ferro- ja ferrimagneetikuid (ferriite), mis koosnevad siivselt, tekitades suure elektritakistusega oksiidi spontaanselt magneetunud piirkondadest domee- kihi, võib esineda ka galvaaniline korrosioon, nidest, kus kõik magnetmomendid on orienteerunud seetõttu on alumiiniumjuhtmete ühendamisel teisest paralleelselt. Kuid välise magnetvälja puudumise metallist juhtmetega vaja kasutada spetsiaalseid korral on need domeenid orienteerunud kaootiliselt. üleminekuklemme, keevisliidet või ühenduskohtade Välise magnetvälja rakendamisel need materjalid ülejootmist. Alumiiniumi jootmisel tuleb kasutada magneetuvad, st. et väikestel magnetväljatugevustel
annaabi.ee 
