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lundi 7 janvier 2013

Qu'est-ce qu'un ferromagnétique?

Les matériaux ferromagnétiques sont généralement basées sur l'élément fer et représentent l'un des trois types de magnétisme trouvés dans la nature, distinctes de diamagnétisme et le paramagnétisme. Les principales caractéristiques de matériaux ferromagnétiques sont ce qu'elles présentent un champ magnétique naturel en l'absence de cette première imposées sur le fond par une source de champ magnétique externe, et le domaine est, à toutes fins utiles, permanent. Les matériaux diamagnétiques, en revanche, affiche un faible champ magnétique induit qui est juste en face de celui présent dans le fer. Matériaux paramagnétiques comprennent des métaux aluminium et le platine, qui peuvent être induits d'avoir aussi un champ magnétique faible, mais perdent rapidement l'effet lorsque le champ inducteur est retiré.

Le matériau le plus répandu dans la nature qui présente des propriétés ferromagnétiques est le fer, et cette qualité est connue depuis plus de 2000 ans. D'autres terres rares peuvent présenter également un ferromagnétisme, tels que le gadolinium et le dysprosium. Les métaux qui agissent comme des alliages ferromagnétiques comprennent allié cobalt avec samariam ou le néodyme.

Le champ magnétique dans un aimant ferromagnétique est centrée dans les régions où spins des électrons atomiques sont alignés parallèlement les uns aux autres, appelés domaines. Ces domaines sont fortement magnétiques, mais éparpillées au hasard dans toute la masse d'un matériau lui-même, ce qui lui confère un magnétisme global faible ou neutre naturel. En prenant ces champs magnétiques naturellement et en les exposant à une source magnétique externe, les domaines eux-mêmes aligner et le matériau conserve un uniforme, solide et durable champ magnétique. Cette augmentation du magnétisme générale d'une substance est connue comme la perméabilité relative. La capacité du fer et de terres rares à conserver cet alignement des domaines et le magnétisme générale est appelée hystérésis.

Alors un ferromagnétique conserve son champ lorsque le champ magnétique inducteur est retiré, ils ne sont conservés à une fraction de sa résistance initiale au fil du temps. C'est ce qu'on appelle la rémanence. Rémanence est importante dans le calcul de la force des aimants permanents à base de ferromagnétisme, où ils sont utilisés dans des dispositifs industriels et de consommation.

Une autre limitation de tous les appareils ferromagnétique est que la propriété du magnétisme est complètement perdu dans une certaine plage de température appelée température de Curie. Lorsque la température de Curie est dépassée pour un ferromagnétique, ses propriétés basculer sur celle d'un paramagnétique. La loi de Curie de la susceptibilité paramagnétique utilise la fonction de Langevin pour calculer la variation de propriétés paramagnétiques ferromagnétique dans la composition des matériaux connus. Le passage d'un état à un autre suite à une prévisible, se levant, de forme parabolique courbe lorsque la température augmente. Cette tendance à la ferromagnétisme à affaiblir et finir par disparaître quand la température augmente est connu comme l'agitation thermique.

Le bourdonnement électrique entendu dans un transformateur sans pièces mobiles est due à son utilisation d'un matériau ferromagnétique, et est connu sous le nom de magnétostriction. Il s'agit d'une réponse par le ferromagnétique à champ magnétique induit créé par un courant électrique alimentée au transformateur. Ce champ magnétique induit amène le champ magnétique naturel de la substance de changer de direction légèrement à s'aligner avec le champ appliqué. Il s'agit d'une réponse mécanique du transformateur en courant alternatif (AC), qui alterne habituellement dans les cycles hertz 60 ou 60 fois par seconde.

Recherche avancée en utilisant les propriétés ferromagnétiques a plusieurs applications passionnantes potentiels. En astronomie, un liquide ferromagnétique est conçu comme une forme de miroir liquide qui pourrait être plus lisse que les miroirs de verre et créé à une fraction du coût pour les télescopes et les sondes spatiales. La forme du miroir peut également être modifié en vélo actionneurs de champ magnétique moins un des cycles de kilohertz.

Ferromagnétisme a également été découvert, de concert avec la supraconductivité dans la recherche en cours menée en 2011. Un composé de nickel et de bismuth, Bi3Ni, conçu à l'échelle du nanomètre, soit un milliardième de mètre, présente des propriétés différentes de celles du même composé dans les grands échantillons. Les propriétés des matériaux à cette échelle sont uniques, comme le ferromagnétisme annule habituellement sur la supraconductivité, et de ses utilisations potentielles sont encore à l'étude.

La recherche allemande dans les semi-conducteurs grâce à une ferromagnétique impliquer le composé d'arsenic de gallium manganèse, GaMnAs. Ce composé est connu pour avoir la plus haute température de Curie de tout semi-conducteur ferromagnétique, de 212 ° Fahrenheit (100 degrés Celsius). Ces composés sont étudiés en tant que moyen de réglage dynamique de la conductivité électrique de supraconducteurs.