Ալյումինե մագնիսական է?

1. Ներածություն

Ալյումին ժամանակակից արդյունաբերության ամենատարածված մետաղներից մեկն է, Այնուամենայնիվ, ընդհանուր հարցը շարունակվում է: Ալյումինե մագնիսական է?

Շատերի համար ինտուիտիվ պատասխանը `այո, ի վերջո, Մետաղները հաճախ ենթադրվում են, որ ցուցադրում են մագնիսական հատկություններ. Այնուամենայնիվ, գիտական ​​իրականությունն ավելի նրբերանգ է.

Չնայած ալյումինը երկաթյա է եւ հիանալի դիրիժոր, Դա անում է չեն պահում ֆերոմագնիսական նյութերի նման ինչպիսիք են երկաթը կամ նիկելը.

Ալյումինի մագնիսական պահվածքը հասկանալը ունի էական հետեւանքներ ճարտարագիտության մեջ, արտադրություն, դեղ, և էլեկտրոնիկա.

MRI-Safe նյութերից դեպի Eddy հոսանք տեսարժան վայրեր վերամշակման օբյեկտներում, Իմանալով, թե ինչպես է ալյումինը շփվում մագնիսական դաշտերի հետ, կարեւոր է.

Այս հոդվածը ուսումնասիրում է ալյումինի մագնիսական բնութագրերը ատոմից, ֆիզիկական, եւ կիրառական հեռանկար.

Մենք կուսումնասիրենք դրա հիմնարար հատկությունները, վարքագիծ մագնիսական դաշտերի տակ, Եվ որքանով են տարբեր արդյունաբերական ծրագրեր ապավինում իր ոչ մագնիսական բնույթին.

2. Մագնիսիզմի հիմունքներ

Հասկանալը, թե արդյոք նյութը մագնիսական է, պահանջում է հիմնարար հասկացություն Մագնիսիզմ ատոմային մակարդակում.

Մագնիսությունը ծագում է էլեկտրոնների պահվածքից պտտվել, Orbital Motion, Եվ այդ մանրադիտակային մագնիսական պահերը հավասարեցնում կամ չեղյալ են հայտարարվում նյութի մեջ.

Մագնիսական պահվածքի տեսակները

Մագնիսիզմը, որպես կանոն, ընկնում է մի քանի կատեգորիաների:

• Դիամագնիսություն: Ցուցադրում է թույլ հակադարձում մագնիսական դաշտերից. Բոլոր նյութերը ունեն որոշակի աստիճանի diamagnetism, Բայց դա հաճախ աննշան է.
• Պարամագնիսական: Ցույց է տալիս թույլ ներգրավումը արտաքին մագնիսական դաշտերի մեջ, բայց դաշտի հեռացման պահից հետո չի պահպանում մագնիտիզմը.
• Ferromagnetism: Ցուցադրում է ուժեղ գրավչություն եւ մշտական ​​մագնիտիզացիա. Հայտնաբերվել է երկաթի նման մետաղներում, կոբալտ, եւ նիկել.
• Antiferromagnetism & Ferrimagnetism: Ներառում են ատոմային մագնիսական պահերի բարդ ներքին պայմանավորվածություններ, որոնք մասամբ չեղյալ են հայտարարում միմյանց.

Մագնիսիզմի ատոմային ծագում

Մագնիսիզմը ծագում է ատոմային մակարդակի երկու հիմնական աղբյուրներից:

• Էլեկտրոնի պտտվել: Էլեկտրոնները պտտվելու պատճառով ունեն մագնիսական պահ; Անավարտ էլեկտրոնները զգալիորեն նպաստում են մագնիսական պահվածքին.
• Orbital Motion: Ուղու էլեկտրոնները շրջում են կորիզի շուրջը, կարող են նաեւ ստեղծել մագնիսական դաշտ.

Բյուրեղապակի կառուցվածքը եւ մագնիսական հավասարեցում

Ատոմային պայմանավորվածությունը ամուր է, հայտնի է որպես բյուրեղյա կառուցվածքը, ազդում է նաեւ մագնիսության վրա:

• Մարմնի կենտրոնացած խորանարդ (Բեկոր) և Վեցանկյուն փակված փաթեթավորված (HCP) Կառուցվածքները հաճախ աջակցում են ուժեղ մագնիսական փոխազդեցություններին.
• Դեմքի կենտրոնացած խորանարդ (FCC) Կառուցվածքներ, Ինչպես ալյումինում, ընդհանուր առմամբ Մի բարեք մագնիսական տիրույթի հավասարեցումը, հանգեցնելով թույլ մագնիսական պատասխանին.

3. Ալյումինի ատոմային եւ բյուրեղագրական հատկություններ

Ալյումինում ունի էլեկտրոնի կազմաձեւում [Դա է] 3s² 3p¹, Նշանակում է, որ այն պարունակում է Միայն մեկ անսպասելի էլեկտրոն.

Այնուամենայնիվ, Այս չվճարված էլեկտրոնը հեշտությամբ չի համընկնում նորմալ մագնիսական դաշտերի ներքո `ալյումինի ընդհանուր կապակցման բնութագրերի պատճառով.

Կառուցվածքային, Ալյումինը բյուրեղացնում է ա Դեմքի կենտրոնացած խորանարդ (FCC) վանդակ, որը չի նպաստում մագնիսական տիրույթների հավասարեցմանը.

Արդյունքում, ալյումին է պարամագննիկական, ցուցադրում է միայն ա Շատ թույլ գրավչություն մագնիսական դաշտերին.

Է Մագնիսական հուսալիություն ալյումինից մոտավորապես է +2.2 × 10⁻⁵ EMU / MOL, իր պարամագնիսական բնույթը հաստատող փոքր, բայց դրական արժեք.

4. Ալյումինե մագնիսական է?

Գործնական առումով, ոչ, Ալյումինը մագնիսական չէ սովորական իմաստով. Այն չի կարող մագնիսացվել, ոչ էլ այն չի մնում մագնիսին, որը նման է գունավոր մետաղների.

Այնուամենայնիվ, Երբ ենթարկվում է ա Ուժեղ մագնիսական դաշտ, Ալյումինը կարող է ցուցադրել ա Չափելի, բայց թույլ պատասխան.

Դա պայմանավորված է իր պարամագնիսիզմով եւ սերնդի շնորհիվ Էդդի հոսանքներ Երբ տեղադրվում է Այլընտրանքային մագնիսական դաշտեր.

Ստատիկ մագնիսական միջավայրում, Ալյումինը ցույց է տալիս աննշան պահվածք. Բայց դինամիկ էլեկտրամագնիսական համակարգերում, Դրա փոխազդեցությունն ավելի հետաքրքիր է դառնում.

5. Վարքագիծը այլընտրանքային մագնիսական դաշտերում

Մինչդեռ Ալյումինը սովորական իմաստով մագնատիկ չէ, դրա փոխազդեցությունը Այլընտրանքային մագնիսական դաշտեր երկուսն էլ նշանակալի են, եւ տեխնիկապես կարեւոր.

Ինժեներներն ու գիտնականները հաճախ օգտագործում են անսպասելի հետեւանքներ ալյումինից բարձր հաճախականությամբ կամ դինամիկ էլեկտրամագնիսական միջավայրում,

ոչ թե բնածին մագնիսության պատճառով, բայց դրա պատճառով Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիոն երեւույթներ ինչպիսիք են Էդդի հոսանքներ եւ Մաշկի էֆեկտ.

Eddy ներկայիս երեւույթները ալյումինեում

Երբ ալյումինը ենթարկվում է ա Մագնիսական դաշտի փոփոխություն, ինչպիսիք են հայտնաբերվածները Այլընտրանքային հոսանք (Սուտ) համակարգեր, Էդդի հոսանքներ պայմանավորված են նյութի մեջ.

Սրանք շրջանառվում են էլեկտրական հոսանքի օղակներ, որոնք ձեւավորվել են ի պատասխան Faraday- ի էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքին.

Քանի որ ալյումինն է Էլեկտրաէներգիայի գերազանց դիրիժոր, Այս Eddy հոսանքները կարող են էական լինել.

• Այս դրդապատճառները ստեղծում են Ընդդեմ մագնիսական դաշտեր, Համաձայն Լենզիի օրենքին.
• Հակառակ դաշտերը դիմադրել միջնորդությանը կամ արտաքին մագնիսական դաշտի փոփոխություն, արտադրող էֆեկտներ, ինչպիսիք են Մագնիսական խոնավեցում կամ քաշել.
• Այս դիմադրությունը հաճախ սխալվում է մագնիսիզմի համար, բայց զուտ էլեկտրամագնիսական պատասխան է շարժման կամ դաշտի փոփոխության.

Հիմնական օրինակ: Եթե ​​ուժեղ մագնիսը իջնում ​​է ալյումինե խողովակի միջով, Այն ընկնում է շատ ավելի դանդաղ, քան օդի միջոցով.

Դա տեղի է ունենում ոչ այն պատճառով, որ ալյումինը մագնիսական է, Բայց ելքային հոսանքի արգելակման պատճառով.

Էլեկտրամագնիսական արգելակ եւ գանձում

Ալյումինի պահվածքը այլընտրանքային մագնիսական դաշտերի ներքո շահագործվում է մի քանիսը Ինժեներական եւ արդյունաբերական ծրագրեր, հատկապես:

• Էլեկտրամագնիսական արգելակային համակարգեր: Օգտագործվում է գերարագ գնացքներում եւ գլանափաթեթներով, Ալյումինե սկավառակները կամ ափսեները անցնում են մագնիսական դաշտերով `դիմադրություն ստեղծելու համար, թույլ տալով հարթ, Անլար արգելակ.
• Ինդուկտիվ լեվիտացիա: Ալյումինե դիրիժորները կարող են լռել, օգտագործելով տատանվող մագնիսական դաշտեր.
  Սա է մի քանիսի սկզբունքը մագլեվ (Մագնիսական հավաքածու) Տրանսպորտային տեխնոլոգիաներ.
• Ոչ կործանարար փորձարկում (Նիդ): Eddy ընթացիկ ստուգման մեթոդները լայնորեն օգտագործվում են ալյումինե բաղադրիչների վրա `ճաքերը հայտնաբերելու համար, կոռոզիիոն, եւ նյութական անհամապատասխանություններ.

Այս երեւույթները ապացույց չեն ալյումինի մագնիսության մասին, բայց դրա մասին Բարձր էլեկտրական հաղորդունակություն եւ փոխազդեցություն Ժամանակային տարբեր դաշտեր.

Մաշկի էֆեկտը

Է Մաշկի էֆեկտ վերաբերում է դիրիժորի մակերեւույթի մակերեւույթի մոտ կենտրոնանալու AC հոսանքների տենդենցին. Ալյումինի նման նյութերում, Սա դառնում է ավելի բարձր հաճախականություններում.

Այն խորությունը, որի ընթացքում հոսանքը կարող է ներթափանցել. Մաշկի խորությունը-Մանդերական համաչափ է հաճախականության եւ մագնիսական թափանցելիության քառակուսի արմատին.

• Ալյումինի համար 60 Հզոր, Մաշկի խորությունը շուրջը է 8.5 մմ.
• Ավելի բարձր հաճախականությամբ (օր., Մամա), Մաշկի խորությունը կաթիլ է դեպի միկրոններ, մակերեսային շերտը դարձնելով գերակշռող ընթացիկ ճանապարհը.
• Սա հետեւանքներ ունի Միկրոալիքային վահան, ՌԴ ջեռուցում, և Էլեկտրամագնիսական միջամտություն (Emi) կառավարում.

6. Ալյումինի ալյումիներ եւ կեղտեր: Նրանց ազդեցությունը մագնիտիզմի վրա

Մինչդեռ մաքուր ալյումինն է պարամագննիկական Շատ թույլ մագնիսական հուսալիությամբ, Դրա մագնիսական պահվածքը կարող է մի փոքր տարբեր լինել `կախված նրանից համաձուլվածքային տարրեր, անմիտ, և Մեխանիկական մշակում.

Ինժեներների համար, Մետալուրգներ, եւ դիզայներներ, Այս նրբությունները հասկանալը շատ կարեւոր է `մագնիսական դաշտերի կամ էլեկտրամագնիսական միջամտության հետ կապված ալյումինե դասարաններ ընտրելիս.

Ալյումինի համաձուլվածքների մեծ մասը ոչ մագնիսական է

Առեւտրային ալյումինե խառնուրդների ճնշող մեծամասնությունը `ներառյալ սովորաբար օգտագործվողը 6000 և 7000 շարք (օր., 6061, 7075)-Մաս ոչ մագնիսական Նորմալ պայմաններում.

Դա այն է, որ նրանց առաջնային խառնուրդային տարրերը, ինչպիսիք են մագնեզիում (Մգ), սիլիկոն (Մի քանազոր), ցինկ (Zn), և պղինձ (Մգոհել), Մի տրամադրեք զգալի մագնիսական հատկություններ.

Ալյումինե շարք	Հիմնական խառնուրդային տարրեր	Մագնիսական պահվածք
1xxx	Մաքուր ալյումին (>99%)	Ոչ մագնիսական
2xxx	Պղնձ	Ոչ մագնիսական
5xxx	Մագնեզիում	Ոչ մագնիսական
6xxx	Մգ + Մի քանազոր	Ոչ մագնիսական
7xxx	Ցինկ	Ոչ մագնիսական

Հիմնական պատկերացում: Հիմնական բյուրեղային կառուցվածքը (FCC) Եվ ալյումինե չպատրաստված էլեկտրոնների բացակայությունը եւ դրա հիմնական համաձուլման տարրերը ապահովում են, որ այդ նյութերը չեն ցուցադրում ֆերոմագնիսական կամ ուժեղ պարամագնիսական պահվածք.

Կեղտեր, որոնք կարող են ներկայացնել մագնիսական էֆեկտներ

Որոշ դեպքերում, Հետքի կեղտեր կամ աղտոտող նյութեր-Պատչորեն երկաթ (Անք), նիկել (Մեջ), կամ կոբալտ (Կառք)-Կարող է տեղայնացված կամ թույլ մագնիսական գրավչություն առաջացնել:

• Երկաթ, սովորաբար առկա է որպես մնացորդային կեղտ, վերամշակված կամ ցածր մաքրության ալյումինի մեջ, կարող է ձեւավորել միջմայրիկ միացություններ, ինչպիսիք են Al₃fe- ն, որը կարող է ցուցադրել Տեղայնացված մագնիսական պատասխան.
• Նիկելը եւ կոբալը, Չնայած հազվադեպ է բնորոշ ալյումինե խառնուրդներում, խիստ ֆերոմագնիսական են եւ կարող են ազդել նյութի ընդհանուր մագնիսական փոխազդեցության վրա, եթե առկա է բավարար քանակությամբ.

Այնուամենայնիվ, Այս էֆեկտները սովորաբար աննշան են եւ Չի հայտնաբերելի առանց զգայուն գործիքների ինչպիսիք են թրթռացող նմուշի մագնիսները (Vsms).

Մեխանիկական դեֆորմացիա եւ ցուրտ աշխատող

Մեխանիկական գործընթացներ, ինչպիսիք են սառը գլանափաթեթ, կռում, կամ նկար կարող են ներմուծել տեղաշարժեր, Լարում կարծրացում, եւ անիսոտրոպը ալյումինե միկրոհամակարգում.

Այնուամենայնիվ, Այս փոփոխությունները անում են Չափեք մագնիսական դասակարգումը նյութի:

• Ալյումինը մնում է ոչ մագնիսական Մեխանիկական դեֆորմացիայից հետո.
• Սառը աշխատանքը կարող է աճել Էլեկտրական դիմադրողականություն, Բայց սա չի հանգեցնում մշտական ​​կամ մնացորդային մագնիսության.

Զոդել, Ծածկույթներ, եւ մակերեսային աղտոտում

Որոշ օգտվողներ հայտնում են ալյումինե մասերում մագնիսական պահվածքի մասին.

Այս դեպքերի մեծ մասում, պատճառը Արտաքին աղտոտում այլ ոչ թե ալյումինե խառնուրդի փոփոխություն:

• Զոդել շաղ տալ, Հատկապես չժանգոտվող պողպատից կամ ածխածնային պողպատից էլեկտրոդներից, կարող է ներկայացնել Ferromagnetic մասնիկներ.
• Պողպատե գործիքակազմ կամ համեստ շփում Մակերեսը կարող է թողնել հետքի քանակը մագնիսական նյութերի մակերեսին.
• Ծածկույթներ կամ պլաններ (օր., Նիկելի կամ երկաթի վրա հիմնված շերտեր) կարող է հանգեցնել մակերեւույթի թեստերի մագնիտիզմի, Մինչ հիմնական ալյումինը մնում է ոչ մագնիսական.

Կանոնավոր մաքրում եւ ոչ կործանարար փորձարկում (Նիդ) կարող է օգնել տարբերակել իրական նյութական հատկությունների եւ մակերեւույթի աղտոտման միջեւ.

7. Արդյունաբերական եւ գործնական հետեւանքներ

Ալյումինի ոչ մագնիսական բնույթը դա դարձնում է խիստ հարմար է զգայուն միջավայրերի համար:

• Բժշկական սարքեր: Ալյումինը լայնորեն օգտագործվում է MRI- համատեղելի գործիքներում եւ իմպլանտներում `պատկերապատում իր չկատարման պատճառով.
• Էլեկտրոնիկա: Սմարթֆոններում, նոութբուքեր, եւ տներ, Ալյումինը ապահովում է ուժ, առանց ազդելու մագնիսաչափերի կամ կողմնացույցների վրա.
• Ավիատիեզերք եւ ավտոմոբիլային: Թեթեւ եւ ոչ մագնիսական ալյումինե բաղադրիչները կանխում են էլեկտրամագնիսական միջամտությունը ավիոնի եւ տրանսպորտային միջոցների ցուցիչներում.
• Վերամշակում: Էդդի ներկայիս տեսակավորողները առանձին ալյումինով առանձին նյութերից `ելնելով հաղորդիչ պատասխանից, ոչ մագնիսական գրավչություն.

8. Ալյումինե ընդդեմ. Մագնիսական նյութեր

Հասկանալով, թե ինչպես է ալյումինը համեմատում իսկապես մագնիսական նյութերի հետ, անհրաժեշտ է նյութերի ճարտարագիտության նման ոլորտներում, Ապրանքի ձեւավորում, եւ էլեկտրամագնիսական համատեղելիություն (Էմկ) պլանավորում.

9. Կարող է ալյումինը դառնալ մագնիսական?

Բնականաբար, Ալյումինը չի կարող դառնալ ֆերոմագնիսական. Այնուամենայնիվ:

• Մակերեւութային ծածկույթներ (օր., երկաթի օքսիդ կամ նիկել) կարող է մագնիսական պատասխան ավելացնել ալյումինե մակերեսներին.
• Կոմպոզիտներ: Ալյումին խառնվում է Մագնիսական փոշիներ կարող է վերջնական կառուցվածքում ցուցադրել մագնիսական պահվածք.
• Cryogenic միջավայրեր: Նույնիսկ գրեթե զրոյական ջերմաստիճանում, Ալյումինը մնում է ոչ մագնիսական.

10. Ընդհանուր սխալ պատկերացումներ

• «Ալյումինը մագնիսական է ուժեղ մագնիսների մոտ»: Դա պայմանավորված է Էդդի հոսանքներ, ոչ փաստացի մագնիսական գրավչությունը.
• «Բոլոր մետաղները մագնիսական են»: Իրականում, Միայն մի քանի մետաղ (երկաթ, կոբալտ, նիկել) իսկապես ferromagnetic են.
• Ալյումինե ընդդեմ. Չժանգոտվող պողպատ: Չժանգոտվող պողպատի որոշ դասարաններ (նման 304) ոչ մագնիսական են; ուրիշներ (ինչպիսիք են 430) մագնիսական են.

Այս տարբերությունները հասկանալը անհրաժեշտ է Նյութի ընտրություն եւ արտադրանքի ձեւավորում.

11. Եզրափակում

Ալյումինը ա Պարամագնիսական մետաղ, ինչը նշանակում է, որ այն ցուցադրում է թույլ, ոչ-լավ մագնիսական պահվածք. Այն չի մնում մագնիսներին, ոչ էլ կարող է այն մագնիսականացված լինել գունավոր մետաղների նման.

Այնուամենայնիվ, այն Փոխազդեցություն մագնիսական դաշտերը փոխելու հետ, Eddy հոսանքների միջոցով, այն դարձնում է կենսական նյութ Էլեկտրամագնիսական համակարգեր, MRI միջավայրեր, և Ոչ մագնիսական կառույցներ.

Ինժեներների համար, դիզայներներ, եւ արտադրողներ, ճանաչելով ալյումինը ոչ մագնիսական դեռ Էլեկտրական պատասխանատու Բնությունը թույլ է տալիս ավելի խելացի, ավելի անվտանգ, եւ ավելի արդյունավետ նյութական օգտագործում անթիվ ժամանակակից ծրագրերում.

 

ՀՏՀ

Ալյումինը գրավում է մագնիսը?

Ալյումինը չի գրավում մագնիսը, ի ճանապարհին երկաթի նման ֆերոմագնիսական նյութերը.

Դա է պարամագննիկական, նկատի ունենալով, որ այն ունի շատ թույլ եւ դրական մագնիսական հուսալիություն, Բայց այս էֆեկտը չափազանց փոքր է, նորմալ պայմաններում նկատելի գրավչություն պատճառելու համար.

Կարող է ալյումինը մշտապես մագնիսական դառնալ?

Ոչ. Ալյումինը չունի անհրաժեշտ էլեկտրոնային կառուցվածքը Ferromagnetism, Այնպես որ, այն չի կարող պահպանել մշտական ​​մագնիտիզմ, ինչպես երկաթը կամ նիկելը.

Ալյումինե խառնուրդները վարվում են այլ կերպ, քան մաքուր ալյումինը?

Ալյումինե խառնուրդների մեծ մասը մնում է ոչ մագնիսական կամ միայն թույլ պարամագնիսական.

Այնուամենայնիվ, Եթե ​​համաձուլումը պարունակում է մագնիսական կեղտեր, ինչպիսիք են երկաթը կամ նիկելը, Այն կարող է ցույց տալ փոքր մագնիսական պատասխաններ.

Ալյումինի մագնիսական պահվածքը տուժած է ջերմաստիճանից?

Ալյումինի պարամագնիսական պահվածքը բավականին կայուն է ջերմաստիճանի փոփոխություններով եւ չի ցուցադրում ֆենոմենային ջերմաստիճանի ջերմաստիճանի նման, որը դիտվում է ֆերմերային նյութերում.