парамагнетики

Парамагнитные материалы

Парамагнетиками считают материалы со слабой способностью намагничиваться от внешнего поля в таком же направлении. Из металлов к этой группе относят щелочные, алюминий, платину, щелочноземы — кальций и близкие ему по свойствам барий, магний. А также титан, вольфрам, молибден, скандий, рений. Выделяют группу парамагнитных хромоникелевых, марганцевохромовых, хромоникельтитановых сталей. Парамагнитными свойствами обладают и некоторые соединения — хлорид железа, окиси марганца и азота.

Отличия парамагнетиков от ферромагнетиков

Парамагнетики являются более слабыми магнитами, чем ферромагнетики, но зато постоянными. У ферромагнетиков собственные магнитные линии направлены в одну сторону, это дает им возможность многократно усиливать магнитное действующее извне поле. У парамагнетиков магнитные линии направлены в разные стороны, поэтому их и так слабый магнетизм под влиянием внешних полей возрастает незначительно.

Для парамагнитных металлов выявлена независимость магнетизма от температуры, что также отличает их от ферромагнетиков. При нагревании их слабые магнитные свойства остаются неизменными. Максимальной способностью намагничиваться из парамагнетиков обладает вольфрам, цезий, алюминий, натрий, литий.

Парамагнитные стали обладают малым пределом текучести по сравнению с ферромагнитными, что снижает их прочность и затрудняет применение этих материалов в высоконагруженных узлах механизмов. Упрочняют парамагнитные сплавы азотированием.

Как получают парамагнетики

Парамагнетикам не надо придавать или усиливать их магнитные свойства, так как они определяются внутренней структурой вещества, и никакие традиционные технологии не могут на это повлиять. Алюминий, вольфрам и другие парамагнетики будут проявлять свои магнетические свойства независимо от способа выплавки, проката или применения методов порошковой металлургии.

Любой ферромагнетик при нагревании выше точки Кюри становится парамагнетиком. Но современное материаловедение больше заинтересовано в обратном процессе — как сделать парамагнетик более сильным магнитом, то есть ферромагнетиком. И уже разработаны такие технологии. Они основаны на гетероструктурах, в которых используются монослойные пленки платины и других металлов на поверхности мышьяковистого галлия. Такие слои парамагнетиков под действием сильных электрических полей становятся ферромагнитными.

Как используют парамагнетики

Парамагнетические материалы применяются в качестве слабых постоянных магнитов в различных электроприборах бытового и промышленного назначения. В частности, как сердечники для увеличения индуктивности катушек в электрооборудовании. Из парамагнетиков с более сильным магнетизмом создают магнитопроводы — части конструкции, направляющие магнитный поток, который возбуждается электрическим полем обмоток.

Магнитопроводы позволяют придать магнитному полю нужную ориентировку, так как они втягивают в себя почти все магнитное поле.  В схемотехнических элементах радиоэлектронной аппаратуры магнитопроводы используются в составе электродвигателей, генераторов, контуров, запоминающих узлов, контакторов. А также фильтров, контуров, магнитных головок, дросселей, трансформаторов, пускателей.