آلیاژها و مواد مغناطیسی غیر آهنی

صفحه 1:
بناسخم ۱۳ RS Rikhtegari.net 

صفحه 2:
رفتار مغناطیسی مواد رفتار مغناطیسی مواد عمدتاً به ساختار الکترونی آنها بستگی خواهد داشت, که می توانند دو قطبیهای مغناطیسی را ارائه دهند. تأثیرات متقابل بين اين دو قطبيها نوع رفتار مغناطيسى را مشخص مى كند. ‎Re MeO aT Ce)‏ 0 رفتار مغناطیسی موارد ناشی از. حرکت الکترونهاست .هر الکترون در ات دو گشتاور- مغناطیسی دارد. یک گشتاور. مغناطیسی از جرخش (اسيين) الكترون حول محور خود و ديكرى ازحركت اوربيتالى الكترون حول هسته اتم ايجاد مى شود. درشكل زير هر جرخش الكترون حول محور خودش به عنوان يك دو قطبى مغناطيسى عمل كرده و داراى كشتاور دو قطبى است كه مغناطيس بر نامیده می شود. 

صفحه 3:


صفحه 4:
آرايش الكترونى هر سطح انرزى معين مى تواند حداكثر شامل دو ا ا بنابراين ازآنجا كه كشتاورهاى مغناطيسى هر جفت الكترون درهر سطح انريزى برابر و خلاف جهت يكديكر بوده ودر اغلب موارد آرايش الكترونها در اتمها به صوريت جفت هستند. لذا دراين عناصر رفتار مغناطیسی مشاهده نمی شود. 

صفحه 5:
9 براساس اين استدلال, انتظار مى رود كه هر اتم از عنصر با عدد ‎Se CE PP)‏ ا ا 0 باشد, اما اين حالت هميشه برقرار نيست, در اغلب اين كونه عناصر تك الكترون مدار خارجى يك الكترون ظرفيت بوده و به دليل تأثير متقابل الكترونهاى ظرفيت هر اتم به طور متوسط گشتاورهای مغناطیسی یکدیگر را خنثی کرده و ماده در کل , ريفتار مغناطيسى نخواهد داشت. اما عناصر معينى, مانند فلزات واسط, داربای سطح انرژی داخلی هستند کهبه طور. کامل با جفت الکترون پر نشده است. ساختار الکترونی عناصر اسکاندیم (50) تا مس(212)) که در جدول پایین نشان داده شده است. از اين نوع ge 

صفحه 6:
به استثناى كرم و مس, كه در آنها الكترونهاى ظرفيت در سطح 45 با جفت الکترون پر شده است. تك الكترونها در كرم و مس درنتيجه تأثيرات متقابل باديكر اتمها, اثر خود را از دست مى دهند ‎ese‏ ل ا ا ا ۱ ريفتار مغناطيسى از خود نشان نمى دهد. وجود تك الكترونها در لایه های الکترونی داخلی می تواند گشتاورهای دو قطبی مثبت كوجكى داشته باشد. مانند الكترونهاى اوربيتالهاى ‎Ha, » 3d‏ 0 و 1 . تر 

صفحه 7:
رفتار دیا مغناطیسی در مواد با تاثير ميدان مغناطيسى خارجى در اتمهاى ماده اى كه در اين ميدان قرار مى كيرد. تعادل الكترونهاى آنها كمى برهم مى خورد و دو قطبيهاى مغناطيسى كوجكى در داخل اتمها ايجاد مى شود. اين دو قطبيها با ميدان مغناطيسى خارجى مخالفت مى كنند. اين كنش يك اثر مغناطيسى منفى ايجاد مى كند كه رفتار ديا مغناطيسى ناميده می شود. نتیجه رفتار دیا مغناطیسی یک ضریب حساسیت مغناطيسى منفى بسيار كوجك است. رفتار ديا مغناطيسى در بسيارى از مواد مانند كادميم, مس, نقره, قلع و روى دردماى معمولی محیط ایجاد می شود. 

صفحه 8:
ديا حسا سيت "۳1 حساسیت ی ی ى ی ۹ ۹ ‎eo ene‏ 18/0- ال 65/0+ مس 6 0/0- كلسيم 1+ ‎Cer‏ 20/0- اكسيزن 2/106+ قلع 25/0- پلاتین 10/1+ روى 157/0- تیتانیم 25/1+ 

صفحه 9:
Sees year es) ‎Sl oe‏ حارط ‎SI MG pets‏ تام ردب ها ‎Nee SNe‏ م ‏موقعی که اين الکترونها با دیگر الکترونهای ظرفیت ماده به حالت ‎STONES)‏ ۱ الکترونها باهر اتم همراه می شود. وقتی اين گونه مواد در اين میدان مغناطیسی قرار. گیرند. با هم ردیف شدن گشتاورهای دو ‎iene‏ ار مغناطيسى مثبت كوجكى به دست مى أيد اين اثر رفتار يارا مغناطيسى ناميده مى شود. 

صفحه 10:
رفتار فرو مغناطیسی در فلزات ا ا ‎tS Rp‏ | خارجى ايجاد مى شود و فقط در مدت زمانى كه ميدان مغناطيسى حفظ مى شود خاصيت مغناطيسى باقى مى ماند. اما رفتار فرو مغناطيسى بدون اعمال ميدان مغناطيسى خارجى در بعضى از مواد ظاهر مى شود و اهميت صنعتى زيادى دارد . رفتار فرو مغناطيسى ناشى از وجود الكترونهاى منفرد درسطوح انرزى 301 فلزات واسط آهن, كبالت و نيكل است جنين رفتارى در فلزات قليايى خاكى كمياب بااوربيتهاى الكترونى منفرد (نيمه ير) 4.14 و 50 مانند عناصر 91,1 و 50) که برای مواد مغناطيسى دائمى وجود دارد. در نمونه هايى از 20) ,ع2 يا 2[1 باتاثير متقابل اوربيتالهاى الكترونى اتمهاى مجاور اسيين الكترونهاى خارجى ير نشده 30 درامتدادی موازی با یکدیگر جهت گیری می کنند. 

صفحه 11:
1 Eesti Ne et Gere eer ‏خاص فقط در دماهاى يايى يايدار است در دماهاى بالاى به دليل‎ ‏ارتعاشات حرارتی و به هم خوردگی پایین پایدار است در دماهای‎ ‏بالا به دليل ارتعاشات حرارتى و به هم خوردكّى شبكه جهت‎ TED ae COE Teri ae rere e evento EiUnte ERTS ‏در آن رفتار فرو مغناطیسی کاملا ناپدید می شود دمای کوری‎ , 769060 ‏نامیده می شود برای متال دمای کوری آهن‎ )۲0( ‏نيكل 385060 و كبالت 113106 است‎ 

صفحه 12:
Gd) ‏کادليتيم‎ | NdyFe, 7B (Ni) JSS | BaO.6Fe,O, | 1 دماى كورى (66_ 

صفحه 13:
در پایینتر از دمای کوری جهت گیری دو قطبیهای مغناطیسی اتمی مواد مغناطيسى در محدوده هاى كوجكى كه حوزيه هاى مغناطيسى ‎e‏ ا ا ا 0 حوزه هاى مغناطيسى به صورت اتفاقى و بى نظم جهت كيررى يافته باشند. دراين صوريت ريفتار مغناطيسى در كل نمونه وجود نخواهد داشت. دردماهاى بالاتر ازدماى كورى ماده ياريا مغناطيسى است و ديكر به عنوان ماده فرو مغناطيسى هيج كونه اهميتى ندارد. البته جنانجه اين ماده فرو مغناطيسى به آرامى از درجه حرارت بالاى دماى كورى سريدشود. حوزه هاى مغناطيسى شكل می گیرد و بدین ترتیب رفتار فرو مغناطیسی مجددا پدیدار می وش 

صفحه 14:
مواد فرو مغناطيسى عمدتا شامل فلات واسط, آهن, كبالت و نيكل هستند. اما مخلوطى از اكسيد آهن با ديكر اكسيدها به نام مواد مغناطيسى سراميكى ‎et eS Eee See Se‏ سراميكى از يختن (زينتر كريدن) تحت فشار, در دماى بالا , توليد مى شوند. لت ات ای ان کر رال 000 مغناطيسى فلزى نيست. عنصر 72/1110 درشكل نمايش داده شده است. اين مواد رفتار ضد مغناطيسى يا غير مغناطيسى دارند. 

صفحه 15:
رفتار فرى مغناطيسى در سراميكها در مواد سراميكى , يونهاى مختلف, ‎ke PEE Ets‏ ا دارند دو قطبيهاى يون 8 در خلاف. جهت ميدان صف مى كشند» اما به دليل اينكه قدرت تحمل دو قطبيها برابر نيستند» نتيجه» ظاهر شدن رفتار مغناطيسى و مغناطيس شدن ماده است.مواد فرى مغناطيسى مى توانند كاريبرد ميدان اعمالى را بهبود بخشند. فريتها داراى هدايت الكتريكى كمى بوده و بدين دليل براى بسيارى از کاربردهای الکترونیکی سودمندند. 

صفحه 16:
چگونگی تشکیل مغناطیسی نرم و سخت آثر حذف میدان: تمام مواد فرو مغناطیسی درمیدان مغناطیسی خارجی» مغناطیس می شوند» اما نوع رفتار مغناطیسی بعد از حذف ميدان در آنها بسيار متفاوت است. بسيارى از مواد به آسانى ‎EE ee Torte r)‏ ع ا ا ‎SE ere ete Ratio‏ را نيز به آسانى از دست مى دهند. اين كونه مواد» مواد مغناطيسى ‎Cire.)‏ ا ا ا 7 2 مغناطيس مى شوند و يس از حذف ميدان مغناطيسى خارجى رفتار ‎er az)‏ ا ا 0 ‎Eee‏ ‎cer)‏ ا ا ل ‎ee‏ ل 0 | ساخت مغناطيسهاى دائمى به كار مى روند. 

صفحه 17:
۱۳ BY eee CP eee ree ‏ا‎ iC) ‏کاربردهای الکتریکی به کار نمی‌روند» زیرا که آنها الکتریکی و‎ ‏حلقه هیسترزیس نسبتاً بزیرگی دارند که به اتلاف بیش ازحد توان‎ ‏منجر مىشود. علاوه بر آن» آنها مغناطيسهاى دائمى ضعيفى هستند‎ ‏و حوزه‌ها در آنها به راحتی جهت گیربی مجدد می‌یابند و مغناطیس‎ ۱ NC NN ‏است. در نتیجه وجود بعضی عیوب درشبکه کریستالی» تغییراتی‎ ‏در خواص مغناطیسی رخ می‌دهد. نابجاییها» مرزدانه‌هاء مرزهای‎ ‏كا‎ Benen 20 ere) eee Eee Cw Clam ‏كمك مىكنند. دراين صوريت موقعى كه ميدان مغناطيسى حذف‎ ‏شودء جهتكيرى حوزدها حفظ مىشود.‎ 

صفحه 18:
ا 2 0- آليازهاى آهن - نيكل بعضی ا ‎CORIO SO‏ ل ل اما 45171)). نفوذ يذيرى بالايى دارند» كه اين خاصيت آنها را به عنوان مغناطيسهاى نرم مفيد ساخته است. به عنوان مثال مىتوان از هد نام برد» كه اطلاعات را بر ديسكت كامييوتر ذخيره مىكند ۱ یک میدان مغناطیسی درهد ایجاد می‌کند . میدان مغناطیسی در هد. به توبه خود» بخشی از دیسکت را مغناطیسی می‌کند جهت این را ۱9 كرده و نيتجتا اطلاعات را ذخيره مى كند. اطلاعات مىتواند با جرخيدن مجدد ديسكت در زير هد مجددا كسب شود. محدوده مغناطيس شده در ديسكت جريانى در هد ايجاد مىكند. جهت اين ا ا ا ا 

صفحه 19:
‎fey no)‏ - سیلیسیم ‏با افزنودن © تا 55190 به آهن آليازى به دست مىآيد كه بع از فرآيند خاصى (نورد و آنيل كردن) در كاربردهاى الكتريكى » مانند موتورها و ژنراتورها مفید است . از رفتار مغناطیسی ناهمسانگرد ورق آهن سیلیسیم دار» که در آن دانه‌ها جهت‌دار شده‌اند» استفاده کرد. ‎6 ‏كاميوزيت لايهاى از ورقهاى نازك آهن- سيليسيمدار با ورقهايى از ماده عایق (دی الکتریکی) تولید می‌شود. لایه‌ها مقاومت ويزه مغناطيسهاى كاميوزيتى را افزايش مىدهند و آن ريا در فركانسهاى يايين و متوسط مناسب مىسازند. 

صفحه 20:
<شیشه‌های فلزی شیشه‌های فلزی بی‌شکل (غیر کریستالی ) اغلب آلیازهای پیچیده 36-5 با به کارگیری سرعت سرد کردن فوق العاده بالا در حين ‎ee ENE E (Sommers ety Deets‏ ۱ صورت نوارهای نازک تولید شده و با انباشتن بر روى هم به مواد بزركتر تبديل مى شوند. رفتار اين مواد همانند مغناطيسهاى نرم با تفوذ پذیری مغناطیسی بالا خواهد بود. عدم وجود مرزدانه‌ها حركت آسان حوزدها ريا ممكن مىسازيد. 

صفحه 21:
دو روش برای تولید مواد مغناطیسی وجود دارد: 0 تبدیل فاز 2- متالورزى يودر 0- آلنيكو » يكى از متداولترين آليازهاى فلزى بيجيده » ساختار تك فازى ‎SR lete. esis Bere‏ ا ل ل 0 6 سرد شودء فاز دومى با ساختار 100 با رسوبهاى زيادى از آهن ونیکل به دست می‌آید. فاز دوم به اندازه‌ای ریزاست که هر ذره رسوب یک تک حوزه است. بدین ترتیب ماده‌ای مغناطیسی با رفتار مغناطیسی مناسب تولید می شود. غالبا ردیف کردن حوزه‌ها دراین آلیاژها باید با به کارگیری يك ميدان مغناطيسى درحين سرد كردن و تبديل انجام كيرد. آليازهاى آهن- ما ا ا ل ا ل ا ‎foresee WERE CS HCC‏ نوع مغناطیسی بیشتر در گوشیهای تلفن استفاده می شوند. 

صفحه 22:
-متالورزى يودر برای گروهی از. آلیاژهای فلزات قلیایی خاکی نادر» شامل زاماریم- كبالت به كار مىرود. يك تركيب آن 00552/4 تركيب بين ا ا ا ل ‎Fern ECG eae Centre re DUC‏ ‎nny are sere re TEs‏ ۷ بين فلزى ترد براى توليد يودر ريزى؛ که در آن هر ذره یک حوزه باشد» خرد مىشود. سيس اين يودرء درحالى كه برياى جهت كيرى و رديف شدن حوزدها در يك ميدان مغناطيسى قرار می‌گیرد. متراکم می‌شود. فرآیند پخت (زینترینگ) باید با دقت تمام ‎SSS ee re]‏ 0 

صفحه 23:
مواد سرامیکی فری مغناطیسی و اشيينل دارند. هر يون فلزى در ساختار كريستالى به عنوان يك دو قطبى عمل مى كند. اكر جه كشتاورهاى دو قطبى هر نوع يون مىتواند با ديكرى مخالف كندء ولى قدرت تحمل دو قطبيها متفاوتند. مغناطيسهاى الكتريكى نرم موقعى به دست مىآيد كه يون 172+ توسط مخلوطهای گوناگونی از 1 7112 » 2/112 و 011 جايكزين ۱ 

صفحه 24:
کارکرد اين گونه مواد را در فرکانسهای بالا ممکن می سازد. فريتهايى كه در كامييوترها به كار مىروندء كروه ديكر مغناطيسهاى سراميكى نرم بر يايه سنك لعل 012 5731765 هستند. این اکسیدهای پیچیده که می‌توانند با آلومینیم یا کرم به جای آهن و يا لانتانيم به جاى يتريم جايكزين شده وبهبهود يابند» رفتارى بسیاری شبیه فریتها دارند. سنگ دیگر بر پایه گادولینیم و گالیم است كه مى تواند به صورت لايههاى نازك توليد شود. حوزههاى مغناطيسى بسيار كوجك مىتواند در اين لايهها ايجاد شود. اين حوزه‌ها حافظه خود را در نتیجه قطع ناگهانی از دست نمىدهند. مغناطیسهای سر امیکی سخت. که به عنوان مغناطیسهای دائمی انتخاب مىشوند شامل اكسيدهاى فلزى بيجيده ديكرى هستند ( فريتهاى هكزباكونال ) اين فريتهاى هكزاكونال شامل 9 2 ,7211612019 هستند. 

صفحه 25:
‎ESB BLY‏ الکتریکی ‎Tee eae we Cte Pes TS teen eee) ‏جريان الكتريكى از ماده عبور مى كند, به كار مى روند كاربرد‎ ‏ا لت‎ were Her] ‏الکتریکی. تر انسفورموتورهاء ژنراتورها و دیگر تجیهزات‎ ۱ S EES Iw ELD] ‏متناویی به کار می رود ماده هسته به طور متناوب و پیوسته‎ ‏داخل حلقه هیسترزیس عمل می کند.‎ 

صفحه 26:
BP ‏ا‎ مواد مغناطيسى براى ذخيره سازى اطلاعات كامييوتر به كار مى روند. حافظه با مغناطيس كردن ماده در جهت معينى ير مىشود. برای مثال» اگر قطب شمال بالا باشد واحد اطلاعاتی ذخیره شده ) است و ‎Roan a eed ee!‏ فريتهاى مغناطيسى شامل منكنز» منيزيم يا كبالت مى تواند اين خواسته را برآورده سازد. مواد مغناطيسى براى مغناطيسهاى دائمى آليازهاى آهن - نيكل بعضی از آلیاژهای آهن - نیکل ۰ مانند پرم آلوی (55۳۴0-96 اه ۱ عنوان مغناطیسهای نرم مفید ساخته است. به عنوان مثال» می‌توان از هد نام برد که اطلاعات را بر روی دیسکت کامپیوتر ذخیره می کر 

بنامموضوعخدا : آلیاژها و مواد مغناطیسی غیر آهنی ‏Rikhtegari.net رفتار مغناطیسی مواد رفتار مغناطیسی مواد عمدتا ً به ساختار الکترونی آنها بستگی خواهد داشت ,که می توانند دو قطبیهای مغناطیسی را ارائه دهند .تأثیرات متقابل بین این دو قطبیها نوع رفتار مغناطیسی را مشخص می کند. دو قطبیها -و گشتاورهای مغناطیسی رفتار مغناطیسی موارد ناشی از حرکت الکترونهاست .هر الکترون در اتم دو گشتاور مغناطیسی دارد .یک گشتاور مغناطیسی از چرخش (اسپین) الکترون حول محور خود و دیگری ازحرکت اوربیتالی الکترون حول هسته اتم ایجاد می شود .درشکل زیر هر چرخش الکترون حول محور خودش به عنوان یک دو قطبی مغناطیسی عمل کرده و دارای گشتاور دو قطبی است که مغناطیس بر نامیده می شود. آرایش الکترونی هر سطح انرژی معین می تواند حداکثر شامل دو الکترون (یک جفت الکترون ) با چرخش (اسپین) مخالف باشد. بنابراین ازآنجا که گشتاورهای مغناطیسی هر جفت الکترون درهر سطح انرژی برابر و خالف جهت یکدیگر بوده ودر اغلب موارد آرایش الکترونها در اتمها به صورت جفت هستند .لذا دراین عناصر رفتار مغناطیسی مشاهده نمی شود. تذکر: براساس این استدالل ,انتظار می رود که هر اتم از عنصر با عدد اتمی فرد یک گشتاور مغناطیسی ناشی از الکترون منفرد داشته باشد ,اما این حالت همیشه برقرار نیست ,در اغلب این گونه عناصر تک الکترون مدار خارجی یک الکترون ظرفیت بوده و به دلیل تأثیر متقابل الکترونهای ظرفیت هر اتم به طور متوسط گشتاورهای مغناطیسی یکدیگر را خنثی کرده و ماده در کل , رفتار مغناطیسی نخواهد داشت .اما عناصر معینی ,مانند فلزات واسط ,دارای سطح انرژی داخلی هستند کهبه طور کامل با جفت الکترون پر نشده است .ساختار الکترونی عناصر اسکاندیم ()Sc تا مس( )Cuکه در جدول پایین نشان داده شده است .از این نوع است. به استثنای کرم و مس ,که در آنها الکترونهای ظرفیت در سطح 4s با جفت الکترون پر شده است .تک الکترونها در کرم و مس درنتیجه تأثیرات متقابل بادیگر اتمها ,اثر خود را از دست می دهند بنابراین اوربیتالهای 3dدرمس به طور کامل پر است و مس رفتار مغناطیسی از خود نشان نمی دهد .وجود تک الکترونها در الیه های الکترونی داخلی می تواند گشتاورهای دو قطبی مثبت کوچکی داشته باشد .مانند الکترونهای اوربیتالهای 3dدر Fe , Coو . Ni رفتار دیا مغناطیسی در مواد با تاثیر میدان مغناطیسی خارجی در اتمهای ماده ای که در این میدان قرار می گیرد .تعادل الکترونهای آنها کمی برهم می خورد و دو قطبیهای مغناطیسی کوچکی در داخل اتمها ایجاد می شود .این دو قطبیها با میدان مغناطیسی خارجی مخالفت می کنند .این کنش یک اثر مغناطیسی منفی ایجاد می کند که رفتار دیا مغناطیسی نامیده می شود .نتیجه رفتار دیا مغناطیسی یک ضریب حساسیت مغناطیسی منفی بسیار کوچک است .رفتار دیا مغناطیسی در بسیاری از مواد مانند کادمیم ,مس ,نقره ,قلع و روی دردمای معمولی محیط ایجاد می شود. ضریب عناصر ضریب عناصر حساسیت پارا حساسیت دیا مغناطیس مغناطیس مغناطیس مغناطیس ی ی ی ی ‏km10-6 ‏km10-6 کاردمیم -18/0 آلومینیم +65/0 مس -0/0 86 کلسیم +10/1 نقره -20/0 اکسیژن +2/106 قلع -25/0 پالتین +10/1 روی -157/0 تیتانیم +25/1 رفتار پارامغناطیسی درمواد بعضی از عناصر واسط و عناصر قلیایی خاکی ,شامل الیه های داخلی با الکترونهای منفرد هستند. موقعی که این الکترونها با دیگر الکترونهای ظرفیت ماده به حالت تعادل در نیایند ,یک گشتارو مغناطیسی در نتیجه چرخش این الکترونها باهر اتم همراه می شود .وقتی این گونه مواد در این میدان مغناطیسی قرار گیرند .با هم ردیف شدن گشتاورهای دو قطبیهای مغناطیسی اتمها یا مولکولها یک ضریب حساسیت مغناطیسی مثبت کوچکی به دست می آید این اثر رفتار پارا مغناطیسی نامیده می شود. رفتار فرو مغناطیسی در فلزات رفتار دیا مغناطیسی و پارا مغناطیسی با به کارگیری میدان مغناطیسی خارجی ایجاد می شود و فقط در مدت زمانی که میدان مغناطیسی حفظ می شود خاصیت مغناطیسی باقی می ماند .اما رفتار فرو مغناطیسی بدون اعمال میدان مغناطیسی خارجی در بعضی از مواد ظاهر می شود و اهمیت صنعتی زیادی دارد . رفتار فرو مغناطیسی ناشی از وجود الکترونهای منفرد درسطوح انرژی 3dفلزات واسط آهن ,کبالت و نیکل است چنین رفتاری در فلزات قلیایی خاکی کمیاب بااوربیتهای الکترونی منفرد (نیمه پر) 4f و 5dمانند عناصر sm,Euو Gdکه برای مواد مغناطیسی دائمی وجود دارد .در نمونه هایی از Fe, Coیا Niباتاثیر متقابل اوربیتالهای الکترونی اتمهای مجاور اسپین الکترونهای خارجی پر نشده 3dدرامتدادی موازی با یکدیگر جهت گیری می کنند. این جهت گیری اسپینهای اوربیتالهای با الکترون منفرد باآرایش خاص فقط در دماهای پایی پایدار است در دماهای باالی به دلیل ارتعاشات حرارتی و به هم خوردگی پایین پایدار است در دماهای باال به دلیل ارتعاشات حرارتی و به هم خوردگی شبکه جهت گیری اسپینها خاصیت مغناطیسی محو می شود .درجه حرارتی که در آن رفتار فرو مغناطیسی کامال ناپدید می شود دمای کوری ( )Tcنامیده می شود برای مثال دمای کوری آهن , 7690c نیکل 3850cو کبالت 11310cاست در پایینتر از دمای کوری جهت گیری دو قطبیهای مغناطیسی اتمی مواد مغناطیسی در محدوده های کوچکی که حوزه های مغناطیسی نامیده می شود .در ردیفهای خاص و منظمی خواهد بود .اگر حوزه های مغناطیسی به صورت اتفاقی و بی نظم جهت گیری یافته باشند .دراین صورت رفتار مغناطیسی در کل نمونه وجود نخواهد داشت .دردماهای باالتر ازدمای کوری ماده پارا مغناطیسی است و دیگر به عنوان ماده فرو مغناطیسی هیچ گونه اهمیتی ندارد .البته چنانچه این ماده فرو مغناطیسی به آرامی از درجه حرارت باالی دمای کوری سردشود .حوزه های مغناطیسی شکل می گیرد و بدین ترتیب رفتار فرو مغناطیسی مجددا پدیدار می شود. مواد فرو مغناطیسی عمدتا شامل فلزات واسط ,آهن ,کبالت و نیکل هستند .اما مخلوطی از اکسید آهن با دیگر اکسیدها به نام مواد مغناطیسی سرامیکی نیز وجود دارند .مواد فرو مغناطیسی سرامیکی از پختن (زینتر کردن) تحت فشار ,در دمای باال ,تولید می شوند .البته خاصیت مغناطیسی این گونه مواد مانند مواد فرو مغناطیسی فلزی نیست .عنصر MnOدرشکل نمایش داده شده است .این مواد رفتار ضد مغناطیسی یا غیر مغناطیسی دارند. رفتار فری مغناطیسی در سرامیکها در مواد سرامیکی ,یونهای مختلف ,گشتاورهای مغناطیسی متفاوتی دارند دو قطبیهای یون Bدر خالف جهت میدان صف می کشند، اما به دلیل اینکه قدرت تحمل دو قطبیها برابر نیستند ،نتیجه ،ظاهر شدن رفتار مغناطیسی و مغناطیس شدن ماده است.مواد فری مغناطیسی می توانند کاربرد میدان اعمالی را بهبود بخشند .فریتها دارای هدایت الکتریکی کمی بوده و بدین دلیل برای بسیاری از کاربردهای الکترونیکی سودمندند. چگونگی تشکیل مغناطیسی نرم و سخت اثر حذف میدان :تمام مواد فرو مغناطیسی درمیدان مغناطیسی خارجی ،مغناطیس می شوند ،اما نوع رفتار مغناطیسی بعد از حذف میدان در آنها بسیار متفاوت است .بسیاری از مواد به آسانی مغناطیس می شوند و بعد از حذف میدان ،خاصیت مغناطیسی خود را نیز به آسانی از دست می دهند .این گونه مواد ،مواد مغناطیسی نرم نامیده میشوند .در مقابل این مواد ،موادی که به سختی مغناطیس می شوند و پس از حذف میدان مغناطیسی خارجی رفتار مغناطیسی خود را هنوز درحد بسیار باالیی حفظ می کنند ،مواد مغناطیسی سخت نامیده می شوند .مواد مغناطیسی سخت برای ساخت مغناطیسهای دائمی به کار می روند. مواد مغناطیسی فلزات مغناطیسی :آهن خالص ،نیکل و کبالت معموالً برای کاربردهای الکتریکی به کار نمی‌روند ،زیرا که آنها الکتریکی و حلقه هیسترزیس نسبتا ً بزرگی دارند که به اتالف بیش ازحد توان منجر می‌شود .عالوه بر آن ،آنها مغناطیسهای دائمی ضعیفی هستند و حوزه‌ها در آنها به راحتی جهت گیری مجدد می‌یابند و مغناطیس باقیمانده و حاصلضرب BHدرمقایسه با آلیاژهای پیچیده کمتر است ،در نتیجه وجود بعضی عیوب درشبکه کریستالی ،تغییراتی در خواص مغناطیسی رخ می‌دهد .نابجاییها ،مرزدانه‌ها ،مرزهای بین فازهای چند گانه و عیوب نقطه‌ای به قفل شن مرزهای حوزه‌ها کمک می‌کنند .دراین صورت موقعی که میدان مغناطیسی حذف شود ،جهت‌گیری حوزه‌ها حفظ می‌شود. انواع مواد مغناطیسی -1آلیاژهای آهن – نیکل بعضی از آلیاژهای آهن -نیکل ،مانند پرم آلوی (55Fe-%% ،)45Niنفوذ پذیری باالیی دارند ،که این خاصیت آنها را به عنوان مغناطیسهای نرم مفید ساخته است .به عنوان مثال می‌توان از هد نام برد ،که اطالعات را بر دیسکت کامپیوتر ذخیره می‌کند یا می‌خواند ،هنگامی که دیسکت می‌چرخد ،در زیرهد ،جریان، یک میدان مغناطیسی درهد ایجاد می‌کند .میدان مغناطیسی در هد، به نوبه خود ،بخشی از دیسکت را مغناطیسی می‌کند جهت این میدان در هد جهت ذرات مغناطیسی موجود در دیسکت را تعیین کرده و نیتجتا اطالعات را ذخیره می کند .اطالعات می‌تواند با چرخیدن مجدد دیسکت در زیر هد مجددا کسب شود .محدوده مغناطیس شده در دیسکت جریانی در هد ایجاد می‌کند .جهت این جریان به جهت میدان مغناطیسی در دیسکت بستگی دارد. -2آهن – سیلیسیم با افزودن 3تا 5Si%به آهن آلیاژی به دست می‌آید که بع از فرآیند خاصی (نورد و آنیل کردن) در کاربردهای الکتریکی ، مانند موتورها و ژنراتورها مفید است .از رفتار مغناطیسی ناهمسانگرد ورق آهن سیلیسیم دار ،که در آن دانه‌ها جهت‌دار شده‌اند ،استفاده کرد. -3مغناطیسهای کامپوزیتی کامپوزیت الیه‌ای از ورقهای نازک آهن -سیلیسیم‌دار با ورقهایی از ماده عایق (دی الکتریکی) تولید می‌شود .الیه‌ها مقاومت ویژه مغناطیسهای کامپوزیتی را افزایش می‌دهند و آن را در فرکانسهای پایین و متوسط مناسب می‌سازند. -4شیشه‌های فلزی شیشه‌های فلزی بی‌شکل (غیر کریستالی ) اغلب آلیاژهای پیچیده Fe-Bبا به کارگیری سرعت سرد کردن فوق العاده باال در حین انجماد ( فرآیند انجماد سریع) تولید می‌شوند .شیشه‌های فلزی به صورت نوارهای نازک تولید شده و با انباشتن بر روی هم به مواد بزرگتر تبدیل می شوند .رفتار این مواد همانند مغناطیسهای نرم با نفوذ پذیری مغناطیسی باال خواهد بود .عدم وجود مرزدانه‌ها حرکت آسان حوزه‌ها را ممکن می‌سازد. دو روش برای تولید مواد مغناطیسی وجود دارد: -1تبدیل فاز -2متالورژی پودر -1آلنیکو ،یکی از متداولترین آلیاژهای فلزی پیچیده ،ساختار تک فازی bccدر دماهای باال دارد .اما موقعی که آلنیکو به آرامی تا زیر دمای 8000cسرد شود ،فاز دومی با ساختار bccبا رسوبهای زیادی از آهن ونیکل به دست می‌آید .فاز دوم به اندازه‌ای ریزاست که هر ذره رسوب یک تک حوزه است .بدین ترتیب ماده‌ای مغناطیسی با رفتار مغناطیسی مناسب تولید می شود .غالبا ردیف کردن حوزه‌ها دراین آلیاژها باید با به کارگیری یک میدان مغناطیسی درحین سرد کردن و تبدیل انجام گیرد .آلیاژهای آهن- کرم کبالت ( باحدود )-11Co, %28Cr, %61Fe%از لحاظ ساختار شبیه به آلیاژهای آلنیکو بوده واز جمله آلیاژهای دائمی هستند .این نوع مغناطیسی بیشتر در گوشیهای تلفن استفاده می شوند. متالورژی پودربرای گروهی از آلیاژهای فلزات قلیایی خاکی نادر ،شامل زاماریم- کبالت به کار می‌رود .یک ترکیب آن Co5SMترکیب بین فلزی است ،که PHباالیی نسبت به چرخش مغناطیسی الکترونهای منفرد در الکترونهای 4fزاماریم دارد .این ترکیب بین فلزی ترد برای تولید پودر ریزی ،که در آن هر ذره یک حوزه باشد ،خرد می‌شود .سپس این پودر ،درحالی که برای جهت گیری و ردیف شدن حوزه‌ها در یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد .متراکم می‌شود .فرآیند پخت (زینترینگ) باید با دقت تمام انجام شود .تا از رشد ذرات جلوگیری شود. مواد سرامیکی فری مغناطیسی سرامیکهای مغناطیسی متداول فریتها هستند ،که ساختار کریستالی اشپینل دارند .هر یون فلزی در ساختار کریستالی به عنوان یک دو قطبی عمل می کند .اگر چه گشتاورهای دو قطبی هر نوع یون می‌تواند با دیگری مخالف کند ،ولی قدرت تحمل دو قطبیها متفاوتند. مغناطیسهای الکتریکی نرم موقعی به دست می‌آید که یون +Fe2 توسط مخلوطهای گوناگونی از Mn ، Zn، Niو Cuجایگزین شود .یونهای نیکل و منگنز گشتاورهای مغناطیسی دارند. کارکرد این گونه مواد را در فرکانسهای باال ممکن می سازد. فریتهایی که در کامپیوترها به کار می‌روند ،گروه دیگر مغناطیسهای سرامیکی نرم بر پایه سنگ لعل Y3Fe5O12 هستند .این اکسیدهای پیچیده که می‌توانند با آلومینیم یا کرم به جای آهن و یا النتانیم به جای یتریم جایگزین شده وبهبهود یابند ،رفتاری بسیاری شبیه فریتها دارند .سنگ دیگر بر پایه گادولینیم و گالیم است که می تواند به صورت الیه‌های نازک تولید شود .حوزه‌های مغناطیسی بسیار کوچک می‌تواند در این الیه‌ها ایجاد شود .این حوزه‌ها حافظه خود را در نتیجه قطع ناگهانی از دست نمی‌دهند. مغناطیسهای سرامیکی سخت ،که به عنوان مغناطیسهای دائمی انتخاب می‌شوند شامل اکسیدهای فلزی پیچیده دیگری هستند ( فریتهای هگزاگونال ) این فریتهای هگزاگونال شامل pbFe12O19, BaFe12o19,SrFe12O19هستند. کاربردهای الکتریکی مواد فرو مغناطیسی نرم برای باال بردن میدان مغناطیسی موقعی که جریان الکتریکی از ماده عبور می کند ,به کار می روند کاربرد این مواد بیشتر به عنوان هسته الکترومعناطیسها ،موتورهای الکتریکی ،ترانسفورموتورها ،ژنراتورها و دیگر تجیهزات الکتریکی است .ازآنجا که در این دستگاهها میدان مغناطیسی متناوبی به کار می رود ،ماده هسته به طور متناوب و پیوسته داخل حلقه هیسترزیس عمل می کند. مواد مغناطیسی برای حافظه‌های کامپیوتر مواد مغناطیسی برای ذخیره سازی اطالعات کامپیوتر به کار می روند .حافظه با مغناطیس کردن ماده در جهت معینی پر می‌شود. برای مثال ،اگر قطب شمال باال باشد واحد اطالعاتی ذخیره شده 1 است و اگر قطب شمال پایین باشد یک صفر ذخیره شده است . فریتهای مغناطیسی شامل منگنز ،منیزیم یا کبالت می تواند این خواسته را برآورده سازد. مواد مغناطیسی برای مغناطیسهای دائمی آلیاژهای آهن – نیکل بعضی از آلیاژهای آهن – نیکل ،مانند پرم آلوی (55Fe-% )%45Niنفوذ پذیری باالیی دارند ،که این خاصیت آنها را به عنوان مغناطیسهای نرم مفید ساخته است .به عنوان مثال ،می‌توان از هد نام برد که اطالعات را بر روی دیسکت کامپیوتر ذخیره می کند.