Magnetické materiály a jejich vlastnosti Prof.Mgr.Jiří Erhart, Ph.D. Katedra fyziky FP TUL
Magnetické pole v látce Magnetovec, hematit přírodní magnetické minerály Dipólová struktura permanentních magnetů
Feromagnetismus V látce existuje silný nevykompenzovaný magnetický moment
Lorentzova síla Působení na pohybující se elektrický náboj
Magnetická indukce Definice přes Lorentzovu síluf B Směr indukce je směremrychlosti v, kdy je F B = 0 (vx B= 0)
Velikost a jednotka magnetickéindukce Jednotka T (Tesla) Staršíjednotka G (Gauss) 1T = 10 4 G Velikost Na povrchuzemě 10-4 T Elektromagnety, NdFeB permanentní magnety 1T Supravodivé magnety >1T (např. 14T)
Magnetickéindukčníčáry Popisují prostorové rozložení indukce Bmg. pole neukazují směr magnetické síly!
Zobrazování magnetického pole Piliny uspořádánído tvaru indukčních čar, nikoliv směru magnetické síly
Zobrazovánímagnetického pole Folie= flux detector [Wb]
Pole magnetického dipólu Magnetické pole cívky se chová jako pole magnetického dipólu magnetický dipólový moment cívky
Vlastnosti feromagnetických látek Hystereze doménová struktura Curieova teplota
Feromagnetické domény Substance Curie temp C Iron (Fe) 770 Cobalt (Co) 1130 Nickel (Ni) 358 Iron Oxide (Fe 2 O 3 ) 622
Barkhausenůvjev 1919 přeskokydoménových stěn na defektech, šum H.G.Barkhausen (*1881-1956)
Magnetické pole v látce Magnetizace (magnetická polarizace) + 1 M[A/m], μ r [-], χ[-] nebo +, kdej[t] V anizotropní látce je permeabilita i susceptibilita tenzordruhéhořádu (reprezentace elipsoidem hodnot)
Měření feromagnetické hystereze Měřená látka je tvaru prstence jako jádro transformátoru
Hallův jev E.H.Hall, 1879 měření magnetické indukce
Silové působení dvou permanentních magnetů Přitažlivá nebo odpudivá síla F m l 2 mg Magnetická polarizace z 2a x y l 1 F m F m 2 M πa 2µ 0 4 l 1 l 2 3z [ ] 5 2 2 a + z 2
Typypermanentníchmagnetů Ferity (barnatý, strontnatý) Neodymové magnety NdFeB Samariové magnety SmCo AlNiComagnety Plastové magnety
Ferity Barnatý ferit BaFe 12 O 19, (SrFe 12 O 19 ), osa magnetizace je rovnoběžná s osou c, výroba pomocí práškové metalurgie
Neodymovémagnety (NdFeB) Založeny na intermetaliku Nd 2 Fe 14 B, osa magnetizace je rovnoběžná s osou c
Samariové magnety (SmCo) Založeny na intermetalikách SmCo 5 Sm 2 Co 17 Osa magnetizace kolmo na základní rovinu
AlNiComagnety SlitinyAl, Ni a Co s dalšími příměsemi
Plastové magnety Organický polymer s rozptýlenými magnetickými zrny, např. NdFeB plastomagnety
Směry magnetizace Magnetizace v silném magnetickém poli
Směry magnetizace Magnetizace v silném magnetickém poli
Srovnání vlastností
Přídržná síla Kolmo k povrchu Rovnoběžně s povrchem
Přídržná síla Promagnetování a struktura pole faktor přídržné síly
Feromagnetická kapalina Drobné (nano) částice feromagnetické látky (hematit Fe 2 O 3, magnetitfe 3 O 4 ) rozptýlené v oleji+smáčedlo
Aplikace Strukturní držáky, magnetky, folie, Magnetický záznam pásky, disky, Ochrana zboží magnetické pásky Funkční elektromagnetická indukce, motory, senzorika, měřidla
Literatura V prezentaci byly použity obrázky z knihy: HALLIDAY, D., RESNICK, R., WALKER, J.: Fyzika (část 3 Elektřina a magnetismus), Vutium, Brno 2000 Wikipedia Permanentní magnety, Feromagnet, s.r.o., Světlá Hora, www.feromagnet.cz
Experimenty Zobrazování magnetických polí flux detektorem Segmentová magnetizace, magnetizace různých tvarů magnetů Feromagnetická kapalina a její chování v magnetickém poli Anizotropní magnetizace magnetického papíru Přemagnetizace feritu neodymovým magnetem Plastový magnet a stabilizace pohybu feritové magnetky na něm Ochranný pásek (Metglass)