Նիկելի մագնիսական է? – Փաստեր, Առասպելներ, եւ արդյունաբերական պատկերացումներ

1. Ներածություն

Նիկելը հաճախ կապված է մագնիսության հետ, Բայց հարցը «Նիկելի մագնիսական է?» պահանջում է նրբերանգ պատասխան.

Սենյակների ջերմաստիճանում, Մաքուր նիկելը ֆերոմագնիսական է, Միանալով երկաթին եւ կոբալտին, որպես միակ ընդհանուր մետաղներից մեկը, որը կարող է մագնիսացվել եւ պահպանել իր մագնիտիզմը.

Այնուամենայնիվ, Այս պահվածքը ֆիքսված չէջերմաստիճան, մաքրություն, ճնշում, եւ համաձուլվածքներ Կարող է բոլորը փոխել նիկելի մագնիսական պատասխանը.

Օրինակ, ջեռուցելով նիկելը դրա սահմաններից դուրս Curie ջերմաստիճանը (358 ° C / 676 ° f) վերափոխում է այն պարամագնիսական վիճակի, Պղնձի հետ համաձայնելիս (օր., Մանգաղ) արտադրում է նյութեր, որոնք ըստ էության ոչ մագնիսական են.

Այս տեղաշարժերը նիկելին են դարձնում ինչպես գիտականորեն հետաքրքրաշարժ եւ տեխնոլոգիական նշանակություն ունեցող.

2. Նիկելի մագնիսության գիտությունը

Նիկելի մագնիսական պահվածքը ծագում է դրանից Ատոմային կառուցվածք.

Nickel- ի էլեկտրոնի կազմաձեւը է [Էակես] 3D⁸ 4s², նկատի ունենալով այն երկու չպատրաստված էլեկտրոններ իր 3D ուղեծրով. Այս չվերածված էլեկտրոնները առաջացնում են ա Մագնիսական պահ.

Երբ նիկելի ատոմները շփվում են, է Փոխանակում փոխազդեցություն հարեւան էլեկտրոնը պտտվում է նույն ուղղությամբ հավասարեցնելու համար, հանգեցնելով Ferromagnetism.

Այս հավասարեցման ձեւերի տարածաշրջանները կոչվում են Մագնիսական տիրույթներ, որոնք համատեղում են զանգվածային մակարդակի չափելի մագնիսիզմը.

3. Մաքուր նիկելի մագնիսական հատկություններ

Մաքուր նիկելը է Ferromagnetic սենյակային ջերմաստիճանում, մոտավորապես մագնիսական պահով 0.6 Bohr Magnetons մեկ ատոմի համար (μB). Նրա մագնիտիզմի ուժը կախված է ջերմաստիճանից:

• Curie- ի ջերմաստիճանից ցածր (Tc ~ 358 ° C / 676 ° f / 631 Ք): Նիկելը պահպանում է ուժեղ ֆերոմագնիսիզմը, համահունչ տիրույթներով.
• Curie- ի ջերմաստիճանից: Նիկելը դառնում է պարամագննիկական- Ատոմները դեռ մագնիսական պահեր ունեն, Բայց ջերմային ագիտացիան խանգարում է հեռահարության կարգը.

Այս անցումը շատ կարեւոր է բարձր ջերմաստիճանի դիմումների համար, ինչպիսիք են գազի տուրբինները կամ վառարանները, Այն դեպքում, երբ նիկելի խառնուրդները կարող են կորցնել մագնիսիզմը.

4. Նիկելի մագնիտիզմի վրա ազդող գործոնները

Մաքուր նիկելը Ferromagnetic է սենյակային ջերմաստիճանում, Բայց դրա մագնիսությունը ֆիքսված չէ.

Երկուսն էլ Նյութական մաքրություն և Արտաքին պայմաններ-Սուչ որպես ջերմաստիճան, ճնշում, եւ խառնուրդը կարող է զգալիորեն բարելավել, թուլացնել, կամ վերացնել դրա մագնիսական հատկությունները.

Մաքրություն: Impruates որպես մագնիսական փոփոխիչներ

Ուլտրա-բարձր մաքրության նիկել (≥99.99%) Ex ուցադրում է ամենաուժեղ հնարավոր ֆերոմագնիսությունը, հագեցվածության մագնիսով ~ 0.615 TESLA (Տ).

Ի հակադրություն, Առեւտրային նիկել (99.0-99.5%) սովորաբար իջնում է ~ 0.58 տ, հիմնականում կապված է կեղտերի հետ.

Մաքրման տարբեր տարրերը գործում են որպես մագնիսական փոփոխիչներ:

Ջերմաստիճան

Nickel- ի Ferromagnetism- ը խիստ ջերմաստիճանի կախված է. Ներքեւից Curie ջերմաստիճանը (358 ° C / 676 ° f / 631 Ք), Նիկելը պահպանում է երկար հեռավորության վրա Spin- ի հավասարեցում.

Մի անգամ ջեռուցվել է այս շեմից դուրս, Այն դառնում է պարամագննիկական, նկատի ունենալով, որ այն թույլ է գրավում արտաքին մագնիսական դաշտերը, բայց չի կարող պահպանել մշտական մագնիտիզացիա.

Press նշման եւ բյուրեղապակի կառուցվածքը

Շատ բարձր ճնշումներով կամ կառուցվածքային փոփոխություններով (օր., Նիհար ֆիլմեր, նանոստուկներ), Նիկելի ատոմների միջեւ տարածությունը փոխվում է.

Սա փոխում է Փոխանակում փոխազդեցություն որը կայունացնում է ֆերոմագնիսությունը.

Հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ ծայրահեղ ճնշումները (>30 Gpa) կարող է ճնշել կամ փոփոխել նիկելի մագնիսական պատվերը, այս գործոնը համապատասխան դարձնելով Երկրաֆիզիկա եւ բարձր ճնշման նյութեր Գիտություն.

Խառնուրդ: Մագնիսական պահվածքի հարմարեցում

Nickel- ի ամենամեծ արդյունաբերական բազմակողմանիությունը գալիս է համաձուլվածքից, որը մեղադրում է մագնիտիզմը ամբողջ սպեկտրի հետ `ուժեղ Ferromagnetic- ից ոչ մագնիսական.

5. Չափիչ նիկելի մագնիսական հատկությունները

Նիկելի մագնիտիզմի ճշգրիտ բնութագիրը անհրաժեշտ է նյութական որակավորման համար, Որակի վերահսկում, եւ առաջադեմ հետազոտություն.

Ինժեներներն ու գիտնականները ապավինում են մի քանի կայացած տեխնիկայի, մագնիսական ներկայացումը չափելու եւ հատուկ դիմումների համար համապատասխանություն ապահովելու համար.

Թրթռացող նմուշի մագնիսաչափ (Vsm, ASTM A894)

Vsm- ը նիկելի մագնիսական հատկությունները չափելու համար չափիչ մեթոդ է, մասնավորապես փոքր նմուշների համար (5-50 մգ).
Տեխնիկան թրթռում է մագնիսական դաշտում նմուշը, Եվ պայմանավորված լարման համամասն է իր մագնիսական պահին. Vsm- ն ապահովում է երեք կարեւոր պարամետր:

• Հատվածության մագնիտիզացիա (Մեծ): Առավելագույն մագնիսական պատասխան (~ 0.615 T մաքուր նիկելի համար).
• Գործադուստ (Տոհմ): դաշտի ուժը, որը պահանջվում է նմուշը Demagnet- ի համար (~ 0.005 ձեզ նիկելի մաքուրի համար, հաստատելով դրա «փափուկ մագնիսական» բնույթը).
• Վերակառուցում (Ժխտել): Մնացորդային մագնիսականություն դաշտի հեռացումից հետո (~ 0.3 t նիկելի համար).

Hysteresis Loop- ի վերլուծություն

Հիստերեզի կորեր (B-H Loops) Պատկերացրեք, թե ինչպես նիկելը պատասխանում է մագնիսական դաշտերը փոխելու համար.

Մաքուր նիկելը նեղ օղակ է ցուցադրում, արտացոլելով ցածր հարկադրանքը եւ վերամշակումը `իդեալական են արագ մագնիտիզացիայի եւ դեմագնացության ցիկլեր պահանջող դիմումների համար (օր., Տրանսֆորմատորներ, սենսորներ).

Հակադրությամբ, նիկելի վրա հիմնված մշտական մագնիսական համաձուլվածքներ, ինչպիսիք են Ալնիկո Display ուցադրել լայն հանգույցներ, ուժեղ մագնիսիզմ պահելով նույնիսկ առանց արտաքին դաշտի.

Մագնիսական մասնիկների զննում (Mpi, ASTM E709)

Չնայած ուղղակի չափման մեթոդ չէ, MPI- ն շահագործում է նիկելի ֆերոմագնիսությունը ոչ կործանարար փորձարկման համար.

Մագնիսական դաշտը կիրառվում է նիկելի մասի վրա, իսկ երկաթի մասնիկները ցրվում են նրա մակերեսին. Մասնիկները հավաքվում են անջատողականության մեջ, որտեղ մագնիսական հոսքը »արտահոսում է,«Բացահայտելով ճաքերը կամ թերությունները.

MPI- ն լայնորեն օգտագործվում է անվտանգության համար կարեւոր բաղադրիչների համար, ինչպիսիք են տուրբինային շեղբերներն ու մագնիսական տարանջատողները.

6. Նիկելի մագնիտիզմի արդյունաբերական արդիականությունը

Նիկելի մագնիսական պահվածքը լաբորատոր հետաքրքրասիրություն չէ, բայց խորը ինժեներական հետեւանքներով ունեցվածք.

Լինի շահագործված կամ դիտավորյալ ճնշված, դրա մագնիսականությունը ազդում է, թե ինչպես նիկելը եւ դրա համաձուլումները տեղակայված են քննադատական արդյունաբերություններում.

Լողացող ֆերոմագնիսիզմ: Մագնիսական ծրագրեր

Nickel- ի փափուկ ֆերոմագնիսությունը, որը բնութագրվում է բարձր մագնիսական թափանցելիությամբ եւ ցածր ցուցաբերմամբ, այն դարձնում է ժամանակակից մագնիսական տեխնոլոգիաների հիմնաքար:

• Մագնիսական պահեստ: Ni-Fe Alloys- ը ինտեգրալ է կոշտ սկավառակի վրա կարդացեք / գրեք գլուխները, Այն դեպքում, երբ մագնիտիզացումը արագորեն անջատելու ունակությունը թույլ է տալիս տվյալների ձայնագրվել եւ առբերվել բարձր խտությամբ.
• Մագնիսական տվիչներ: Նիհար նիկելի ֆիլմերը աշխատում են դահլիճների ազդեցության ցուցիչներում եւ մագնիտո-դիմացկուն սարքերում,
  Այն դեպքում, երբ մագնիսական հոսքի տատանումները վերածվում են էլեկտրական ազդանշանների, որոնք կարեւոր են ավտոմոբիլային արագաչափերի համար, ռոբոտաշինություն, եւ արդյունաբերական ավտոմատացում.
• Մագնիսական տարանջատիչներ: Վերամշակման եւ հանքարդյունաբերության մեջ գտնվող նիկելապատ պողպատից պողպատե գլանները շահագործում են նիկելի դաշտի ուժեղացման հնարավորությունը `թափոնների հոսանքներից ներգրավելու եւ առանձին ֆերմերային նյութեր ներգրավելու եւ առանձին.
• Տրանսֆորմատորներ եւ ինդուկտորներ: Մոմալ (78% Մեջ, 22% Անք) հասնում է մագնիսական թափանցելիության արժեքների գերազանցում 100,000, Մաքուր երկաթից շատ ավելի բարձր, Միացնելով կոմպակտ, Էներգաարդյունավետ տրանսֆորմատորային միջուկներ եւ ինդուկտոր կծիկներ.

Խուսափելով մագնիսությունից: Ոչ մագնիսական ծրագրեր

Շատ առաջադեմ տեխնոլոգիաներում, Մագնիսությունը ակտիվ չէ, այլ ռիսկի հետ կապված միջամտության կամ անվտանգության վտանգներ.

Նիկելի կայուն ձեւավորելու ունակությունը, Ոչ մագնիսական համաձուլվածքները այն անվանում են անգնահատելի նման միջավայրում:

• Օդատիենտ: Ինքնորոշ 625 իսկ Hastelloy C-276- ն օգտագործվում է ինքնաթիռի շարժիչներում եւ նավիգացիոն համակարգերում, Այն դեպքում, երբ ոչ մագնիսական ներկայացումը ապահովում է կողմնացույցների եւ էլեկտրոնային ուղեցույցների ճշգրտությունը.
• Բժշկական սարքեր: MRI սկաներներ, որոնք գործում են 1.5-3 tesla գերազանցող դաշտերով, պահանջում են նիկելի խառնուրդներ, որոնք մագնիսական են մագնիսական ուժեղ դաշտերի տակ (օր., Ոչ CR համաձուլվածքներ), ապահովելով ինչպես հիվանդի անվտանգության, այնպես էլ ախտորոշման հստակության ապահովում.
• Էլեկտրոնիկա: NI-CU- ի համաձուլվածքները նախագծված են մագնիսական միջամտությունը նվազագույնի հասցնելու համար, Ալեհավաքների ապահովում, սենսորներ, եւ ռադիոհաճախականության սխեմաների գործառույթը, առանց անցանկալի վահան կամ խեղաթյուրման.

Հավասարակշռում է մագնիտիզմը այլ հատկություններով

Որոշ ոլորտներ պետք է հաշտվեն մագնիսական պահանջները այլ ֆունկցիոնալ պահանջներով, ինչպիսիք են կոռոզիոն դիմադրությունը եւ մեխանիկական ուժը:

• Ծովային Ճարտարագիտություն: Մանգաղ 400 (≈65%, 34% Մգոհել) թույլ ֆերոմագնիսական է, Ծովային ջրերի կոռոզիայից փոխզիջումային փոխզիջման եւ բեռնատարի կողմնացույցների նվազագույն խանգարման միջեւ.
• Նավթի եւ գազի ուսումնասիրություն: Նիկելի վրա հիմնված համաձուլվածքներ, որոնք վերահսկվող մագնիտիզմով (օր., 90% Մեջ, 10% Անք) օգտագործվում են ներքեւի գործիքներում,
  Առաջարկելով ինչպես կոռոզիոն դիմադրություն կոշտ լավ միջավայրում եւ բավարար մագնիսականություն `ժայռերի կազմավորումների մագնիսական մուտքի համար.
• Էներգետիկ համակարգեր: NI-FE- ի մասնագիտացված համաձուլվածքները տրամադրում են հարմարեցված մագնիսականություն միջուկային ռեակտորի բաղադրիչների համար,
  Հավասարակշռում է ցածր մագնիսիզմը (Նեյտրոնային հոսքի խանգարումը կանխելու համար) ծայրահեղ ճառագայթման եւ ջերմային պայմանների ներքո պահանջվող կառուցվածքային ամբողջականությամբ.

7. Ընդհանուր սխալ պատկերացումներ Նիկելի մագնիսության մասին

Նիկելի մագնիսական պահվածքը հաճախ սխալ է հասկացվում, հանգեցնելով նախագծման սխալներին, Ոչ պատշաճ համաձուլվածքների ընտրություն, կամ անթերի ենթադրություններ կատարման մասին.

Ստորեւ բերված են գիտական ապացույցներով ամենատարածված սխալ պատկերացումները:

Սխալ պատկերացում 1: «Ամբողջ նիկելը մագնիսական է»:

• Ինչու առասպելը գոյություն ունի: Նիկելը երեք ընդհանուր ֆերոմագնիսական մետաղներից մեկն է (Երկաթի եւ կոբալտի կողքին), Այնպես որ, այն հաճախ ընդհանրացվում է որպես «միշտ մագնիսական»:
• Փաստ: Մաքուր նիկելը Ferromagnetic է սենյակային ջերմաստիճանում, Բայց խառնուրդը պղնձի նման տարրերով, քրոմ, կամ մոլիբդենը կարող է ճնշել ferromagnetism- ը.
  Օրինակ, Ինքնորոշ 625 (In-cr-i) ըստ էության ոչ մագնիսական է, Մոնել k-500- ի ընթացքում (Ni -cu -) միայն թույլ ֆերմագնաց է.
• Ենթատեքստ: Ինժեներները պետք է ստուգեն խառնուրդի կազմը, քան ենթադրենք, որ «նիկելը = մագնիսական»:

Սխալ պատկերացում 2: «Նիկելը նույնքան մագնիսական է որպես երկաթ»:

• Ինչու առասպելը գոյություն ունի: Նիկելը եւ երկաթը հաճախ միասին խմբավորված են Ferromagnetic մետաղների քննարկումներում.
• Փաստ: Երկաթը շատ ավելի բարձր հագեցվածության մագնիտացում ունի (2.15 տ) համեմատած նիկելի հետ (~ 0.615 տ)- Երեք անգամ ավելի ուժեղ.
  Նիկելի մագնիսականությունը ավելի թույլ է, Բայց դրա բարձրակարգ կոռոզիոն դիմադրությունը դա դարձնում է ընտրության նյութը այն միջավայրում, որտեղ երկաթը արագորեն կջնջեր (օր., Ծովային տվիչներ, Քիմիական բույսեր).
• Ենթատեքստ: Նիկելը ընտրվում է ոչ առավելագույն մագնիսության համար, Բայց դրա մագնիտիզմի եւ բնապահպանական ամրության հավասարակշռության համար.

3: «Նիկել-ծածկված առարկաները մագնիսական են նիկելի շերտի պատճառով»:

• Ինչու առասպելը գոյություն ունի: Շատ ամենօրյա «մագնիսական» օբյեկտներ (մետաղադրամներ, գործիքներ) տեսանելի նիկելի սալիկապատ.
• Փաստ: Նիկելի ծածկույթները ծայրաստիճան բարակ են (5-50 մկմ), Մագնիսական պահվածքի գերակշռող շատ բարակ. Մագնիսությունը կախված է ենթաշերտից:

• • Նիկել-plated Steel → Խստորեն մագնիսական (Պողպատե միջուկի պատճառով).
  • Nickel-plated ալյումին → ոչ մագնիսական (Քանի որ ալյումինը ոչ մագնիսական է, իսկ բարակ նիկելի ֆիլմը ավելացնում է աննշան ֆերոմագնիսիզմ).

• Ենթատեքստ: Nickel plating- ը հիմնականում օգտագործվում է կոռոզիոն դիմադրության եւ գեղագիտության համար, ոչ մագնիսական ֆունկցիոնալության համար.

Սխալ պատկերացում 4: «Նիկելը ջրի մեջ կորցնում է մագնիտիզմը»:

• Ինչու առասպելը գոյություն ունի: Water ուրը ժամանակի ընթացքում թուլացնում է մագնիսները `երկաթի վրա հիմնված նյութերի կոռոզիայից, հանգեցնելով սխալ համոզմունքի, որ ջուրը ուղղակիորեն դադարեցնում է մագնիտիզմը.
• Փաստ: Ջուրը դիամագնիսական է (Թուլորեն վտարվել է մագնիսական դաշտերով), Բայց այս էֆեկտը աննշան է. Մաքուր նիկելը մնում է ֆերոմագնիսական ստորջրյա.
  Ինչ նշանակություն ունի կոռոզիոն-Նիկելի դիմադրությունը օքսիդացման համար Ապահովում է, որ այն պահպանում է մագնիտիզմը, քան անպաշտպան երկաթը.
• Ենթատեքստ: Նիկելի խառնուրդները շատ կարեւոր են ստորջրյա սենսորներում, Ծովային նավարկություն, եւ ենթաբազմություն էլեկտրոնիկա, որտեղ պահանջվում է կայուն մագնիտիզմ.

8. Արագ հղման տվյալներ: Նիկել եւ ընդհանուր համաձուլվածքներ

9. Եզրափակում

Նիկելը մագնիսական է, բայց ոչ միշտ նույն ձեւով. Մաքուր նիկելը Ferromagnetic է սենյակային ջերմաստիճանում, Դեռ ջերմաստիճանը, անմիտ, եւ խառնուրդը կարող է ուժեղացնել, թուլացնել, կամ ճնշել դրա մագնիսությունը.

Այս ճկունությունը Nickel- ի սուպերաստղ է դարձնում արդյունաբերության մեջ: Տրանսֆորմատորներում փափուկ մագնիսական մագնիսական մագնիսական մագնիսական մագնիսական, Առաջադրանքը տեղավորելու համար նախատեսված է դրա մագնիսական պահվածքը.

Հասկանալով, երբ եւ ինչու-նիկելը մագնիսական է `հիմնական աշխարհի պայմաններում կատարված նյութերի նախագծման բանալին է.

ՀՏՀ

Մաքուր նիկելը մշտական մագնիս է?

Էունք: Ոչ մաքուր նիկելը ա Փափուկ մագնիսական նյութեր, նշանակում է, որ այն հեշտությամբ մագնիտիզացնում է արտաքին դաշտում, բայց կորցնում է առավելագույն մագնիտիզմը, երբ դաշտը հանվում է (ցածր հեռացում).

Մշտական մագնիսներ պատրաստելու համար, Նիկելը խառնվում է կոբալտով, ալյումին, եւ երկաթ (օր., Alnico Allays), որոնք բարձր հեռացում ունեն.

Կարող է նիկելը դեմաբանել?

Էունք: Այո-ջեռուցման նիկելը իր Curie- ի ջերմաստիճանից (358° C) կամ այն հակադարձ մագնիսական դաշտը բացահայտելը Demagnetize It.

Prec շգրիտ դիմումների համար (օր., Մագնիսական տվիչներ), Demagnetization- ը իրականացվում է «Degaussing» - ի միջոցով (Կիրառելով նվազող մագնիսական դաշտի նվազում).

Nickel Magnetic- ը տարածության մեջ է (Վակուում կամ զրոյական ծանրություն)?

Էունք: Այո-մագնիսիզմը նյութի սեփականություն է, ոչ ծանրություն կամ մթնոլորտ.

Նիկելը պահպանում է իր ֆերոմագնիսությունը տարածության մեջ, Չնայած ծայրահեղ ջերմաստիճանը (օր., Cryogenic կամ մոտ արեւի պայմաններ) կարող է փոխել իր պահվածքը (օր., Cryogenic Temperatures- ը մեծացնում է մագնիսական կարգը, մինչդեռ TC- ի վերեւում բարձր ջերմաստիճանը այն դարձնում է պարամագնիսական).

Ինչու է նիկելը օգտագործվում մագնիսական ձայնագրման մեդիայի մեջ?

Էունք: Nickel-Iron Alloys- ը ունի մեծ մագնիսական թափանցելիություն եւ ցածր ցուցադրություն, Դրանք իդեալական դարձնելով HDD- ներում գլուխներ կարդալու / գրելու համար.

Նրանք կարող են սկավառակից փոքր մագնիսական ազդանշաններ հայտնաբերել եւ ստել ճշգրիտ ազդանշաններ `տվյալների կարեւորագույն գնահատական գրելու համար` բարձր խտության պահպանման համար.

Նիկելի ալերգիաներ են կապված դրա մագնիսության հետ?

Էունք: No-Nickel ալերգիան առաջանում է նիկելի իոնների կողմից (Ուտել) մետաղից արտահոսելը եւ իմունային պատասխանը հրահրելը, ոչ թե իր մագնիսական հատկություններով.

Մագնիսական եւ ոչ մագնիսական նիկելի համաձուլվածքներ (օր., Ինքնորոշ 625) երկուսն էլ կարող են ալերգիա առաջացնել, եթե նիկելի իոններն ազատվեն.