Mágneses vas

Igen, a vas mágneses. Mivel a vas ferromágneses anyag, előfordulhat, hogy magától mágneseződik, és nagyon vonzódik a mágnesekhez.

A vas rendkívül minimális vagy nettó mágneses mezővel rendelkezik tipikus állapotában, mivel véletlenszerűen elhelyezett mágneses tartományokból áll.

A vas mágneses doménjei viszont hajlamosak egymáshoz igazodni, amikor mágneses térnek vannak kitéve, ami jelentős általános mágneses hatást generál.

Tekintettel erre a tulajdonságra, a vas és a vastartalmú ötvözetek számos felhasználási területen előnyösek, például mágnesek és mágneses jellemzőkre támaszkodó mezők, például motorok és elektromos transzformátorok gyártásában.

Vas mágneses tömések
Vas mágneses tömések

Mitől mágneses a vas?

A vas elektronjainak és atomjainak mágneses térben való reakciója fejleszti a vas mágneses tulajdonságait. A vas legfelső elektronhéja párosítatlan elektronokból áll az atomfokozatban.

Ezek az elektronok összehangolása alapvető szerepet játszik az anyag mágneses tulajdonságainak megállapításában.

Amikor egy vasdarab nem mágneses állapotban van, az egyes atomok mágneses momentumai véletlenszerűen vannak elrendezve, teljesen kioltva a mágneses hatásukat.

Mindazonáltal ezek a mágneses nyomatékok képesek a külső mágneses tér irányába igazodni, amikor a vas ki van téve annak.

Kivételessége miatt mágneses permeabilitás valamint annak képessége, hogy megtartja a mágnesezettségét. Rá fog jönni, hogy ez a külső mágneses tér hiányától függetlenül a vasat ferromágneses anyagnak tekintik.

Ezenkívül a mágneses tartományok vagy zónák, ahol az atomok mágneses momentumai egy vonalba esnek, a vasban lévő mágneses momentumok összehangolása révén jönnek létre.

Ezek a tartományok hasonló irányban helyezkednek el egy mágnesezett vasdarabban, fokozva a teljes mágneses hatást.

Megtehető a mágneses domének gyors átszervezése vagy megsemmisítése úgy, hogy a vasat Curie-hőmérséklet fölé melegíti, vagy mechanikai feszültséget ad hozzá.

A mágneses momentumok összehangolása és a mágneses tartományok kialakítása olyan folyamatok, amelyek megfordíthatók.

Mivel képes megváltoztatni mágneses és diamágneses állapotát, a vas számos felhasználási területen alkalmazható, például mágneses anyagok és mágnesek előállítására.

A vas mágneses tulajdonságai

· Ferromágnesesség

A mágnesekkel szembeni kiváló permeabilitása és a könnyű mágnesezés miatt a vas a ferromágneses anyagok közé tartozik. Állandó mágnesezést érhet el.

· Retentivitás

A vas nagy retentivitású, ami lehetővé teszi, hogy mágnesezettségének nagy részét megtartsa annak ellenére, hogy kívülről nincs mágneses tér.

· Mágnesezés

Ez azt jelzi, hogy mágneses tér jelenlétében a vas mágnessé válhat.

· Puha mágneses jellemzők

Könnyű lemágnesezése és mágnesezhetősége elismeréseként a vasat általában lágy mágneses anyagként írják le.

· Mágnesezett tartományok

A vas nagyon kis területekből áll, amelyeket ún mágneses domének veleszületett állapotában. Az egyes atomok mágneses momentumai minden egyes tartományon belül igazodnak.

Mindazonáltal észre fogja venni, hogy ezek a régiók önkényesen vannak elrendezve kívülről érkező mágneses tér hiányában, minimális vagy semmilyen nettó mágneses befolyást nem okozva.

A vas szerkezeti és mágneses tulajdonságai
A vas szerkezeti és mágneses tulajdonságai

A vas különféle formái és mágneses tulajdonságaik

Mágnesesség öntöttvasban:

  • Az öntöttvas vas és szén ötvözete, amely általában több mint 2% szenet tartalmaz.
  • Az öntöttvas mágneses tulajdonságai egyedi fajtájától függően eltérőek lehetnek. Például a szürkeöntvény kevésbé mágneses, mint a fehér öntöttvas, amely általában mágneses és törékeny.

Mágnesesség a kovácsoltvasban:

  • A nagyon alacsony széntartalmú vasötvözet, amely rostos salakzárványokat tartalmaz, kovácsoltvas néven ismert.
  • Általában a kovácsoltvas mágneses tulajdonságai némileg hasonlóak a tiszta vaséhoz, és nem erősen mágneses.

Magnetizmus tiszta vasban vagy alfa vasban:

  • Környezeti hőmérsékleten a tiszta vas alfa fázisa nem jelentős mértékben mágneses. Kristályszerkezete testközpontú köbös, vagy BCC.
  • A tiszta vas ferromágnesessé válhat, és mágneses tulajdonságokat mutathat a Curie-hőmérsékleténél alacsonyabb hőmérsékleten, azaz nagyjából 770 °C vagy 1,418 °F.

A gömbgrafitos vas mágneses tulajdonságai:

  • A gömbgrafitos vas vagy gömbgrafitos vas egy olyan vasforma, amely kis mennyiségű szenet és egyéb ötvözőanyagokat tartalmaz.
  • A kovácsoltvaséhoz hasonló mágneses tulajdonságokkal rendelkezik.

Mocsárvas mágneses tulajdonságai

  • A lápvas általában nem mágneses, mivel akkor keletkezik, amikor a lápokban a talajvízből vas kicsapódik.
  • Másrészt kis mennyiségű magnetit vagy más mágneses ásványok is lehetnek benne, amelyek gyenge mágneses tulajdonságokat kölcsönözhetnek neki.

Magnetizmus a vas-oxidokban (hematit):

  • Ahelyett, hogy tiszta elemi vas lenne, a vas-oxidok, köztük a hematit (Fe2O3) vegyületek.
  • A hematit vagy nem mágneses, vagy csak enyhén mágneses.

Hogyan lehet tartósan felmágnesezni a vasat

A vas tartósan mágnesezetté válik, ha egy nagy állandó mágnes hosszában simogatják, vagy egy elektromágneses tekercset használnak, amelyet egyenáram táplál. Az optimális igazítás érdekében ismételje meg a lépést, kívánt esetben melegítse a Curie-pont közelében.

Tegyen óvintézkedéseket, és bizonyosodjon meg arról, hogy a mágnesezési eljárás során minden biztonsági intézkedést be kell tartani.

A vas mágneses viselkedését befolyásoló tényezők

A vas mágneses tulajdonságainak vizsgálatakor több tényezőt is figyelembe kell venni, például:

· Külső mágneses mezők

Külső mágneses mező használatakor a vas megmágnesedhet. A vasatomok mágneses momentumai igazodnak a mágneses mezőhöz, amikor annak ki vannak téve, így nettó mágneses momentumot hoznak létre az anyag egészére nézve.

· Szemcseméret

Egy anyag mágneses tulajdonságait a szemcsemérete is befolyásolhatja. A mágneses domének felépítésének különbségei miatt a finomabb szemcsékkel rendelkező anyagok jellegzetesen mágnesesen reagálhatnak, mint a durvább szemcsékkel rendelkező anyagok.

· Mechanikai stressz

A vas mágneses tulajdonságait a mechanikai igénybevétel befolyásolhatja. A ferromágneses anyag teljes mágneses viselkedését befolyásolhatja a feszültség alkalmazása, mivel ez megváltoztathatja a mágneses tartományok elrendezését.

· Ötvöző elemek

A vasat más alkatrészekkel ötvözhetik, hogy megváltoztassák mágneses tulajdonságait. A vas mágneses viselkedése például megváltozhat, ha bizonyos fémeket, például kobaltot, nikkelt vagy alumíniumot építenek be.

vas-kobalt (Alnico) és a vas-nikkel (Invar) ötvözeteket olyan állandó mágnesek létrehozására használják, amelyek bizonyos mágneses tulajdonságokkal rendelkeznek.

· Mikroszerkezet

A vas mágneses viselkedését befolyásolhatja atomjainak elrendezése. A mágnesek teljes erejét befolyásolhatják a kristályrács szennyeződései, tökéletlenségei vagy elmozdulásai.

· Hőfok

Noha a vas normál hőmérsékleten ferromágneses, mágneses tulajdonságai nagymértékben függenek a hőmérséklettől.

A hőenergia megváltoztatja a mágneses momentumok beállítását a Curie-hőmérsékletként azonosított hőmérsékleten, amely körülbelül 770 °C vagy 1,418 °F a vas esetében.

Ezen a hőmérsékleten túl az anyag elveszíti mágneses tulajdonságait. A vas a Curie-pont alatti hőmérsékleten ferromágnesessé válik.

Vas elemek
Vas elemek

A mágneses vas általános felhasználása

Sokféleképpen használhatja a vasat mágnesként. A leggyakoribb lehetőségek közül néhány, amelyet megfontolhat:

· Mágnesek

A mágnesek gyártásának kulcseleme a vas. A vas vagy vasötvözetek általában megtalálhatók az állandó mágnesekben, amelyeket generátorokban, mágneses zárakban, elektromos motorokban és hangszórókban használnak, többek között egyéb berendezésekben.

Az Alnico, a ferrit és a ritkaföldfém mágnesek, például a neodímium mágnesek a népszerű mágnesformák példái.

· Induktorok és transzformátorok

Az induktor- és transzformátormagokhoz lágy mágneses anyagokat, például vasat és vas-szilícium ötvözeteket (szilícium acélt) alkalmaznak.

Ezek az anyagok alacsony ellenállású utat kínálnak a mágneses fluxusnak, ezáltal javítva az energiaátvitel hatékonyságát.

· Mágneses rezonancia képalkotó (MRI) rendszerek

A szupravezető mágnesek, amelyek általában vasból állnak, az MRI-készülékekben használt intenzív mágneses mezők forrásai.

A kiváló minőségű orvosi képalkotáshoz szükséges mágneses erő és konzisztencia eléréséhez a vas nagyon fontos.

· Mágneses elválasztás

A mágneses elválasztási műveleteknél vasalapú anyagokat alkalmaznak a mágneses részecskék nem mágneses alkatrészektől való eltávolítására vagy megkülönböztetésére. Ezt gyakran alkalmazzák az élelmiszer-feldolgozás, az újrahasznosítás és a bányászat területén.

· Generátorok és elektromos motorok

A generátor- és villanymotor-gyártás legfontosabb része a vas. Ezeknek a gépeknek az állórész- és forgórészmagjai általában vasból vagy vasötvözetekből állnak.

A motorokban a vas mágneses tulajdonságai elősegítik az elektromos energia mechanikai energiává történő átalakítását, a generátoroknál pedig fordítva.

· Mágneses tárolóval ellátott adathordozó

A mágneses adathordozók, például a merevlemez-meghajtók és a mágneses kazetták vas-oxid (Fe2O3) felhasználásával készülnek.

A vas-oxid kiváló lehetőség adattárolási célokra, mivel képes mágneses adatok tárolására.

A vas ferromágneses tulajdonságai miatt mágneses. A vas veleszületett állapotában véletlenszerűen elrendezett mágneses tartományokkal rendelkezik; azonban amikor a vasat mágneses térnek teszik ki, ezek a tartományok egymáshoz igazodnak, és a vas mágnesessé válik.

További források:

Az összes vas nem mágneses –Forrás: ThoughtCo

Acél mágneses – Forrás: HM

Fémek és mágnesesség – Forrás: ACS

Nikkel mágneses – Forrás: HM

Frissítse a cookie-k beállításait
Lapozzon a lap tetejére