كلیه موادی كه با اعمال میدان مغناطیسی، مغناطیس میشوند، مواد مغناطیسی نامیده میشوند. باتوجه به چگونگی پاسخ به میدان مغناطیسی، مواد مغناطیس به صورت زیر دسته بندی میشوند:
۱- فرومغناطیس
بعضی از مواد فلزی دارای گشتاور مغناطیسی دائمی درغیاب میدان خارجی هستند و مغناطشهای خیلی بزرگ و دائمی از خود نشان میدهند. این مواد فرومغناطیس نامیده میشوند. فلزات واسطه مثل آهن (به صورت BCC یا α-Fe)، كبالت، نیكل و بعضی ازفلزات خاكی نادر مانند گادولینیم (Gd) دارای این خاصیت هستند. این مواد با اعمال یك میدان مغناطیسی كوچك به شدت مغناطش پیدا كرده و با حذف میدان مغناطیسی مغناطش خود را بطور كامل ازدست نمیدهند. دراین مواد بردارهای گشتاورهای مغناطیسی مجاور از نظر اندازه برابر هستند و تمایل دارند كه با یكدیگر هم جهت شوند.
فرومغناطیس در حضور و عدم حضور میدان
آهن – فولاد – آلنیکو – آهنرباهای نئودومیوم – فریت – کوبالت – آهن رباهای rare earth – نیکل از جمله مواد فرو مغناطیس هستند.
مواد فرو مغناطیس از نظر ماندگاری خاصیت مغناطیسی به دوگروه تقسیم می شوند:
- مواد فرو مغناطیس نرم
در موادی مثل آهن ، کبالت و نیکل در صورتی که خالص باشند، حجم حوزهها به آسانی تغییر میکند، در نتیجه به آسانی آهنربا میشوند، ولی به آسانی هم خاصیت آهنربایی خود را از دست میدهند. این مواد را فرو مغناطیس نرم مینامند. اینگونه مواد در هسته سیملولهها بکار میروند و چون به راحتی خاصیت مغناطیسی خود را از دست میدهند، در ساخت آهنرباهای غیر دائم کاربرد دارند.
- مواد فرو مغناطیس سخت
موادی مثل فولاد ، به سختی آهنربا میشوند و به سختی هم این خاصیت را از دست میدهند، یعنی حجم حوزهها به سختی تغییر میکند. اینگونه مواد ، فرو مغناطیس سخت نامیده میشوند. در اینگونه مواد برای افزایش حجم حوزههایی که سمتگیری مناسب دارند، به میدان مغناطیسی خارجی قویتر نیاز است. پس از برداشتن میدان مغناطیسی خارجی ماده فرو مغناطیس سخت ، خاصیت آهنربایی خود را حفظ میکند. به همین دلیل برای ساختن آهنرباهای دائمی مناسب هستند.
۲- آنتی فرو مغناطیس
دراین مواد بردارهای گشتاورهای مغناطیسی مجاور ازنظر اندازه برابر ولی از نظر جهت، عكس یكدیگر هستند. بنابراین یكدیگر را خنثی میكنند. درصورتیكه چنین مادهای در میدان مغناطیسی قرار گیرد، گشتاورهای هم جهت با میدان تقویت میشوند و ماده خاصیت مغناطیسی ضعیفی ازخود نشان میدهد.
با افزایش درجهی حرارت خصلت مغناطیسی افزایش مییابد. درجه حرارتی را که در آن مادهی آنتی فرومغناطیس به پارامغناطیس تبدیل میشود درجهی حرارت نیل مینامند.
در جدول تناوبی تنها کروم است که در دمای اتاق خاصیت آنتی فرو مغناطیس دارد.
۳- فری مغناطیس
در این مواد جهت بردارهای گشتاورهای مغناطیسی مجاور عكس یكدیگر است ولی اندازه آنها برابر نیست. رفتار این مواد مشابه با مواد فرو مغناطیس است. گروهی از آهنرباهای دائم كه به نام فریت شناخته میشوند از این دسته هستند.
۴- دیا مغناطیس
موادی هستند كه مولكول ها، اتمها و یا یونهای آنها به گونهای رفتار میكنند كه گشتاور مغناطیسی خالص آنها صفر است. اگر میدان مغناطیسی خارجی به این مواد اعمال شود اتمهای آن دارای گشتاور مغناطیسی القایی میشوند (مثل اتم مس) و جهت این گشتاور مغناطیسی خلاف جهت میدان اعمالی میباشد. این دسته از مواد اگر درمیدان مغناطیسی قرارگیرند، مغناطش منفی از خود نشان میدهند.
۵- پارا مغناطیس
دراین مواد، برخلاف مواد دیا مغناطیس در مولكول ها، اتمها و یا یونها گشتاور مغناطیسی كوچكی وجود دارد. ولی گشتاورها با جهات اتفاقی توزیع شده و یكدیگر را خنثی میكنند و مغناطش خالص برابر صفر می شود. اگر این دسته ازمواد دریك میدان مغناطیسی قرارگیرند، تعدادی از گشتاورها درجهت میدان میچرخند وماده خاصیت مغناطیسی ضعیفی از خود نشان میدهد. بعضی از فلزات قلیایی و یا برخی از فلزات واسطه مانند كروم، تیتانیم، تنگستن و پلاتین دارای خاصیت پارا مغناطیس هستند.
جدول زیر عناصر جدول مندلیف را از جنبه مغناطیسی تفکیک کرده است:
در این زمینه بخوانید :
عوامل تعیین کنندهی نیروی مغناطیسی در مگنت ها
مقایسه الکترومگنت با الکتروپرمننت مگنت
حلقه پسماند مغناطیسی یا هیسترزیس
انواع مواد آهنربایی و گریدهای آنها
بسیار عالی