Чем обусловлены магнитные свойства металлов

Магнитные свойства в магнитных материалах (материалы на основе железа, кобальта, никеля, марганца, алюминия, хрома, платины и т.п., их сплавов и различных химических соединений) объясняются сложным движением электронов, расположенных на электронных оболочках (орбиталях), вокруг ядра атома.

Магнитный момент атома возникает потому, что он индуцируется благодаря замкнутому электрическому контуру, создаваемому электронными оболочками с электронами. Магнитный момент , А*м2, является векторной величиной и направлен от южного полюса к северному:

где I – ток, который создается в замкнутом контуре, А,

S – площадь контура (витка), охватываемого током, м2,

Чем обусловлены магнитные свойства металлов

  • Рисунок 43
  • Магнитный момент атомов определяется суммой магнитных моментов протонов и нейтронов, из которых состоит ядро, а также магнитных моментов электронов. Электрон обладает двумя магнитными моментами:
  • · орбитальным магнитным моментом, который появляется благодаря перемещению электронов по электронной оболочке вокруг ядра атома;

· спиновым магнитным моментом, который возникает в результате вращения электронов при перемещении вокруг собственной оси.

Магнитные моменты протонов и нейтронов существенно меньше магнитного момента электронов. Причем у большинства материалов, применяемых в электротехнике, магнитные свойства обусловлены большим нескомпенсированным спиновым магнитным моментом электронов.

Магнитные материалы обладают доменной структурой. Ферромагнитными доменами называются макроскопические области, в пределах которых благодаря квантово-механическому взаимодействию отдельных атомов векторы магнитных моментов направлены в одну сторону и параллельны.

Благодаря этому в пределах каждого домена наблюдается самопроизвольная (спонтанная) намагниченность без действия внешнего магнитного поля на такой материал.

Однако, в случае отсутствия внешнего магнитного поля из-за разной направленности результирующего вектора магнитного момента в пределах каждого домена получается, что суммарный магнитный момент такого материала в пространстве равен нулю (рис. 44).

Чем обусловлены магнитные свойства металлов

Рисунок 44

Если на магнитный материал действует внешнее магнитное поле, это приводит к тому, что будет происходить смещение доменных границ. И при последующем усилении поля векторы магнитных моментов каждого домена сориентируются в направлении действия поля и будут параллельны этому полю.

Чем обусловлены магнитные свойства металлов

Рисунок 45

Наиболее энергетически выходным считается такое расположение доменов, когда в пределах главных (больших) доменов векторы магнитных моментов параллельны и направлены в разные стороны, а в пределах малых доменов, имеющих клиновидную форму, векторы магнитных моментов сдвинуты на 90 по отношению к главным доменам. В результате такой материал вообще не обладает магнитным моментом в пространстве (рис. 46).

Чем обусловлены магнитные свойства металлов

Рисунок 46

Экспериментально наличие доменной структуры можно подтвердить с помощью фигур Акулова-Биттера. На поверхность магнитного материала наносится тонкий слой масла, а затем на этот слой насыпаются порошкообразные ферромагнитные частички, которые взаимодействуют с магнитным материалом и образуют на его поверхности видимые глазу фигуры, соответствующие доменной структуре данного материала.

Магнитные свойства

СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

Известна железная руда — магнитный железняк. Ку­ски магнитного железняка обладают замечательным свойством притягивать к себе железные и стальные пред­меты. Это — естественные магниты. Лёгкая стрелка, сде­ланная из магнитного железняка, всегда поворачивается одним и тем же концом к северному полюсу Земли. Этот конец магнита условились считать северным полюсом, а противоположный ему — южным.

Если железный или стальной стержень привести в со­прикосновение с магнитом, стержень сам становится маг­нитом, сам будет притягивать железные опилки, стальные гвозди. Говорят, что стержень намагничивается.

Намагничиваться способны все металлы, но в разной степени. Очень сильно намагничиваются только четыре чистых металла — железо, кобальт, никель и редкий ме­талл гадолиний.

Хорошо намагничиваются также сталь, чугун и некоторые сплавы, не содержащие в своём со­ставе железа, например сплав никеля и кобальта.

Все эти металлы и сплавы называют ферромагнитными (от латинского слова «феррум» — железо).

Совсем слабо притягиваются к магниту алюминий, платина, хром, титан, ванадий, марганец. Намагничи­ваются они так незначительно, что без специальных при­боров обнаружить их магнитные свойства нельзя. Эти металлы получили название парамагнитных (гре­ческое слово «пара» означает около, возле).

Висмут, олово, свинец, медь, серебро, золото намагни­чиваются тоже очень слабо, но они не притягиваются маг­нитом, а наоборот, очень слабо отталкиваются от него и называются поэтому диамагнитными («диа» по — гречески значит поперёк).

Почему же одни металлы намагничиваются сильно, а другие — слабо?

Рис. 13. Вокруг провода, по ко­торому течёт ток, всегда есть магнитное поле.

Чем обусловлены магнитные свойства металлов

Теперь вспомним об ато­ме. Вокруг центральной ча­сти атома — ядра — дви­жутся электроны. Каждый электрон, кроме того, вра­щается и вокруг собственной оси. Каждый электрон также создаёт на своём пути маг­нитное поле.

В атомах висмута, олова и других диамагнитных ме­таллов магнитые поля отдельных электронов направлены навстречу друг другу, и действие одного поля уничто­жается действием другого. Таким образом, атомы диа­магнитного металла не имеют магнитных свойств. Но диамагнитные тела слабо отталкиваются от магнита. Почему же это происходит?

Если какое-нибудь вещество внести в поле магнита, то атомы этого вещества будут равномерно вращаться в маг­нитном поле; вращение приводит к тому, что атомы по­лучают магнитные свойства, становятся как бы малень­кими, очень слабыми магнитиками.

Учёные точно рассчи­тали, что северный полюс каждого атома-магнитика ока­зывается при этом против северного полюса магнита (рис. 14). А так как одноимённые магнитные полюса от­
талкиваются, атом должен отталкиваться магнитом.

Именно такой и только такой магнетизм обнаруживается у диамагнитных металлов.

Иное дело — парамагнитные и ферромаг­нитные металлы. Атомы этих металлов построены так, что отдельные магнитные поля электронов усиливают

*0 — ЭЮ*©-©«©, *© о> о»
Друг друга и каждый атом уже является ма­леньким магнитиком с двумя полюсами. В чём же разница между этими двумя группами металлов?
В парамагнитных металлах атомы-магнитики распо­ложены совершенно беспорядочно (рис. 14). В магнитном поле атомы тоже начинают вращаться (это общее для всех атомов свойство), и вращение приводит к тому же, что и у диамагнитных металлов. Но диамагнетизм здесь обнаружить не удаётся, так как у парамагнитных атомов есть гораздо более сильные «собственные» магнитные по­люса (результаты наложения друг на друга магнитных полей отдельных электронов) и эти полюса будут вести себя обычным образом: северный полюс будет стремиться к южному полюсу магнита, а южный — к северному. Если
бы атомы не совершали теплового движения, они бы­стро установились бы в полном порядке (северными по­люсами к южному полюсу магнита) и парамагнитный металл можно было бы намагнитить так же сильно, как и ферромагнитный. Но при обычных температурах этого не происходит: тепловое движение всё время расшаты­вает строй атомов, и металл намагничивается очень слабо.

Рис. 15. Границы намагничен­ных областей в чистом железе.

Чем обусловлены магнитные свойства металлов

Учёные предполагают, что ме­жду атомами ферромагнитных тел действуют особые мощные электрические силы. Благодаря наличию этих сил атомы — магнитики в опреде­лённых участках кри­сталла выстраиваются в строгом порядке и сохраняют свое расположение (рис. 14).

Поэтому в кристаллах железа, кобальта, ни­келя и гадолиния есть отдельные скопления атомов, сотни миллиардов атомов, магнитные полюса которых располо­жены одинаково. Такие самопроизвольно намагниченные скопления называются доменами.

Границы их можно видеть в микроскоп, если на поверхность ненамагничен — ного металла навести очень тонкую железную пыль. Пы­линки собираются у границ доменов, у полюсов (рис. 15).

Когда железо или другой ферромагнитный металл вносится в магнитное поле, полюса отдельных скоплений постепенно смещаются, пока северные полюса доменов не станут против южного полюса магнита.

Большая заслуга в развитии наших знаний о ферро­магнитных явлениях принадлежит советским учёным Н. С. Акулову, Е. И. Кондорскому и другим.

Мы уже отмечали, что тепловое движение мешает атомам-магнитикам выстраиваться в магнитном поле даже при обычных температурах.

При нагревании эти «помехи» усиливаются, и чем выше температура, тем труднее намагнитить металл. Для каждого ферромаг­нитного металла существует определённая температура, при которой он уже становится парамагнитным.

Эти температуры в честь открывшего их физика Пьера Кюри названы точками Кюри. Для кобальта точка

Кюри — около 1000°, для железа — примерно 750°, а для никеля — 360°.

Рис. 16. Схема электромагнита.

Ферромагнитный металл намагничивается в магнитном поле. Это не значит, что для получения магнита обяза­тельно нужен естественный магнит. Получить магнит можно и с помощью электрического тока.

Если железный стержень обмотать изолированной проволокой, а затем пропускать по ней ток, стержень (сердеч­ник) намагнитится (рис. 16). Полученный таким путём магнит называют электро­магнитом. Как только ток в прово­локе прекращается, электромагнит теряет свою силу — железо почти полностью размагничивается.

Это свойство электро­магнита весьма денно в тех случаях, ко­гда действие магнитной силы необходимо лишь на определённое время.

Электромагниты применяются очень широко. Электромагнит — необходимая деталь телеграфного аппарата, телефона, электрического звонка, динамомашины, электромотора, электромагнитного подъ­ёмного крана.

Если сердечник электромагнита сде­лать не из железа, а из стали, то после выключения тока магнитные свойства не исчезнут, сталь не размагнитится: строе­ние этого сплава неоднородно, и поэтому восстановление прежнего беспорядка в расположении полюсов отдельных доменов затруднено. Железо легче намагнитить, чем сталь, легче его и размагнитить. Поэтому сердечники электро­магнитов делаются именно из железа, а на изготовление постоянных магнитов идёт сталь.

Постоянные магниты необходимы для изготовления компасов, радиорепродукторов, различных измеритель­ных электроприборов и т. д. Они делаются обычно из высокоуглеродистой стали.

Теперь начинают приме­няться постоянные магниты из нового сильно намагничи­вающегося сплава м а г н и к о, который состоит из ко­бальта, никеля, меди, алюминия и железа. Магнико со­здан советскими металловедами А.

С. Займовским и Б. Г. Лившицем.

Эта листовая продукция надежно устраняет скольжение на поверхности материала. На гладкую сторону листа наносят различные рифления в виде ромба, дуэта, чечевицы, квинтета или любого другого рисунка. Но рифление квинтет и …

Низкоуглеродистую сталь марки aisi 310s купить в интернете по выгодной цене и с оперативной доставкой можно исключительно через онлайн-сервис производителей с репутацией ответственного партнера. Только в таком случае можно рассчитывать …

Изготавливаемые из стали 12х18н10т круг нержавеющий, лист зеркальный — пластичные материалы с ударновязкой структурой, устойчивые к межкристаллитной коррозии.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Магнитные свойства металлов Рё сплавов, Семинар РїРѕ магнитным свойствам металлов Рё сплавов, Кливленд, 25 — 26 октября, 1958, Перевод РЁСѓР±РёРЅРѕР№, Р�Р·Рґ-РІРѕ иностр.  [1]

Магнитные свойства металлов связаны СЃ РёС… электрическими свойствами, поскольку элементарные носители магнетизма — электроны — обладают как магнитным моментом, так Рё электрическим зарядом. Наряду СЃ общими для всех твердых тел электрическими свойствами магнитные материалы обладают СЂСЏРґРѕРј специфических электрических свойств, зависящих РѕС‚ самопроизвольной намагниченности. Р’ магнитных материалах РІ каждом ферромагнитном домене РЅР° электрон проводимости даже РїСЂРё нулевом внешнем магнитном поле действует сила Лоренца.  [2]

Магнитные свойства металлов связаны СЃ РёС… электрическими свойствами, поскольку элементарные носители магнетизма — электроны — обладают как магнитным моментом, так Рё электрическим зарядом. Наряду СЃ общими для всех твердых тел электрическими свойствами магнитные материалы обладают СЂСЏРґРѕРј специфических электрических свойств, зависящих РѕС‚ самопроизвольной намагниченности, Р’ магнитных материалах РІ каждом ферромагнитном домене РЅР° электрон проводимости даже РїСЂРё нулевом внешнем магнитном поле действует сила Лоренца.  [3]

Чем обусловлены магнитные свойства металлов РўРёРїС‹ кристаллических решеток металла.  [4]

Магнитные свойства металлов играют большую роль в технике.

Р�нтересно Рё практически важно различие РІ магнитных свойствах чистого железа Рё стали: чистое железо намагничивается Рё действует РІ качестве магнита только РґРѕ тех РїРѕСЂ, РїРѕРєР° находится РїРѕРґ воздействием электрического тока.  [5]

Магнитные свойства металлов определяются как магнитными свойствами ( парамагнитными или диамагнитными) образующих металл РёРѕРЅРѕРІ, так Рё магнетизмом совокупности электронов проводимости.  [7]

Магнитные свойства Р Р—Р› металлов обусловлены особенностями электронной структуры РёС… РёРѕРЅРѕРІ, кристаллич.  [8]

На магнитные свойства металлов существенное влияние оказывает симметрия кристаллической решетки.

Чем резче отличается симметрия кристаллической решетки от кубической, тем значительнее ее влияние на магнитные свойства свободных электронов.

Р�менно поэтому аномально большой диамагнетизм наблюдается Сѓ СЃСѓСЂСЊРјС‹ Рё висмута, графита Рё металлов, которые кристаллизуются соответственно РІ гексагональной, ромбической Рё тригональной СЃРёРЅ-РіРѕРЅРёСЏС….  [10]

Вопрос о магнитных свойствах металлов был рассмотрен Паули в связи с новой статистикой электронов еще в 1927 г.

При этом Паули учитывал лишь ту часть намагничивания газа, которая обусловливается ориентацией магнитных осей электронов, считая, что поступательное движение последних не имеет значения.

Ориентируя часть электронов РІ направлении силовых линий, магнитное поле РїСЂРѕРёР·РІРѕРґРёС‚ частичное разделение электронных пар, так как РґРІР° электрона РјРѕРіСѓС‚ двигаться совершенно одинаковым образом Рё, РІ частности, СЃ одинаковой энергией лишь РІ том случае, если РѕСЃРё РёС… направлены РІ противоположные стороны.  [11]

Оказалось, что магнитные свойства металлов определяются в первую очередь поведением нелокализованных электронов.

РџСЂРё этом взаимодействие электронов СЃ решеткой оказывает сравнительно незначительное влияние РЅР° магнитные свойства металлов.  [12]

Р’ результате фосфатирования физические Рё магнитные свойства металла РЅРµ изменяются, однако РЅР° 5 — 8 РјРєРј увеличиваются размеры деталей.

Фосфатные покрытия выдерживают кратковременный нагрев РґРѕ 400 — 500 РЎ.

РџСЂРё фосфатировании РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ наводороживакке поверхности РјРµ талла, вследствие чего тонкостенные детали Рё пружины становятся С…СЂСѓРїРєРёРјРё.  [13]

Р’ результате фосфатироваиия физические Рё магнитные свойства металла РЅРµ изменяются, однако РЅР° 5 — 8 РјРєРј увеличиваются размеры детален.

Фосфатные покрытия выдерживают кратковременный нагрев РґРѕ 400 — 500 РЎ.

РџСЂРё фосфатировании РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ наводороживание поверхности металла, вследствие чего тонкостенные детали Рё пружины становятся С…СЂСѓРїРєРёРјРё.  [14]

Несмотря на то, что магнитные свойства металлов предст вляют большой технический интерес, они еще не нашли должно места в вопросах магнетохимии.

Однако РІ настоящее РІСЂРµ можно утверждать, что положение стало изменяться так, чг структура сплавов, интерметаллических соединений Рё каталит чески активных металлических поверхностей начинает изучаты РІ СЃРІСЏР·Рё СЃ магнитными свойствами металлов.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

ПОИСК

    Магнитные свойства металлов железа, кобальта, никеля (а также их сплавов), находящихся в высокодисперсном состоянии, определяются формой и размерами частиц [1]. Такие же результаты были получены при исследовании размеров и формы частиц высокодисперсного кобальта 12] и его сплавов с железом [3]. [c.110]

906 °С устойчивым является немагнитное у-железо с /С=12. Впрочем, для некоторых тяжелых металлов наряду с металлической связью, образованной З -электронами, реализуются слабые ковалентные связи между атомами, в то время как 45-электроны образуют электронный газ. Для такой смешанной металлической и межатомной связи характерно образование пар электронов как с параллельными, так и с антипараллельными спинами (для марганца— антипараллельные, для железа — параллельные). Этим объясняется различие в магнитных свойствах металлов параллельные спины обусловливают ферромагнетизм, т. е. положительная магнитная восприимчивость на два или три порядка [c.138]

    В научных лабораториях холод применяют для изучения структуры вещества проникновения в мир молекул и атомов при температурах их, близких к абсолютному нулю. После получения жидкого гелия при температуре — 268, 96° С или 4.

2° К были исследованы свойства металлов при этих гелиевых температурах и обнаружено отсутствие их сопротивления электрическому току—явление сверхпроводимости. При столь низких температурах нарушаются и магнитные свойства металлов — магнитное поле внутрь их не проникает.

Кроме того, при этих низких температурах было обнаружено явление сверхтекучести некоторых жидкостей — отсутствие вязкости и прохождение их через капилляры без трения. [c.404]

    При определении магнитных свойств металлов необходимо учитывать то, что нелокализованные связевые электроны в их структуре вносят вклад как в диамагнитные, так и в парамагнитные свойства. И хотя последний вклад более значителен, величина парамагнитной восприимчивости нелокализованных электронов в металлах невелика и редко превышает 10″ . [c.302]

    Электронное состояние переходных металлов определяет ряд их физических свойств (температуры плавления и кипения, межатомные расстояния, прочность или твердость кристаллической решетки и т. п.). Для металлов 4-го периода прочность решетки возрастает от К, Са и Ti, V, достигает максимума у хрома, затем падает у Мп и вновь несколько растет в ряду Fe -)- o- Ni.

При учете распределения с1- и 5-электронов в переходных металлах помимо указанных физических свойств большое значение придается магнитным свойствам. С современной точки зрения магнитные свойства металлов определяются -электронами с неспаренными спинами. Соответствующие магнитные моменты насыщения )J, для металлов 4-го периода имеют значения Сг 0,22 Мп 1,22 Ре 2,22 Со 1,71 N1 0,6(0,66).

[c.147]

    При значительной разнице в магнитных свойствах металла шва и основного металла на показания прибора при измерении содержания ферритной фазы в металле шва существенное влияние будет оказывать ширина валика усиления. При замере содержания ферритной фазы вдоль сварного шва в сталях аустенитно-ферритного класса, где разница в ее содержании в сварном шве и основном металле велика, ширина усиления должна быть не менее 16 мм. При меньшей ширине необходимо в результаты измерений вносить поправку, которая будет различной в зависимости от ширины шва и уровня содержания ферритной фазы в металле шва и основном металле. [c.153]

    Наряду с такой пропорциональностью установлена также зависимость между незавершенностью -оболочек, с одной стороны, и магнитными свойствами металлов, работой выхода электрона, изменением электропроводности (или сопротивления) металла при адсорбции, с другой стороны. [c.243]

    В электромашиностроении (трансформаторы, динамомашины, электромоторы и др.) большую роль играют магнитные свойства металлов, так как там нужны магнитные и немагнитные металлы. [c.430]

    После 1911-го года было обнаружено множество сверхпроводников. Их поведение тщательно исследовано. Накоплен огромный экспериментальный материал. Макроскопические свойства сверхпроводников подробно описаны.

Характер фазового перехода из нормального в сверхпроводящее состояние строго установлен в магнитном поле это переход 1-го рода, а в его отсутствии — переход П-го рода. Выяснилось, что потеря сопротивления сопровождается изменением магнитных свойств металла.

Он превращается в идеальный диамагнетик, то есть его магнитная восприимчивость составляет — 1/4тг, а среднее магнитное поле в толще сверхпроводника равно нулю (эффект Мейсснера). [c.336]

    Реостат 8, находящийся в цепи обмотки рамки, служит для регулирования тока нри установке стрелки толщиномера на нуль, а также для перестройки прибора, если меняются магнитные свойства металла, на который нанесено покрытие. [c.36]

    Магнитные свойства металлов играют большую роль в технике. Интересно и практически важно различие в магнитных свойствах чистого железа и стали чистое железо намагничивается и действует в качестве магнита только до тех пор, пока находится под воздействием электрического тока. Стальная же пластинка становится [c.301]

    Принцип действия магнитных сепараторов основан на магнитных свойствах металла. Если, например, [c.91]

    Интерметаллические соединения имеют упорядоченную структуру, которая образуется при определенных атомных составах.

Благодаря тому что изменение окружения атома не сопровождается статистическими усложнениями, характерными для сплавов, такие соединения представляют особый интерес для изучения магнитных свойств металлов.

С точки зрения химии важно понять, как химическая связь изменяет магнитные свойства подрешеток. [c.162]

    Конструкций реле известно очень много.

Основаны они на самых разнообразных физических явлениях на тепловом расширении, на магнитных свойствах металлов, на изменении сил сцепления, на газовых разрядах, электронной эмиссии, фотоэффекте и т. д.

Наша задача—дать возможность экспериментатору максимально использовать наиболее распространенные у нас в Союзе модели и помочь ему сконструировать подходящие для его работы реле. [c.45]

    К ним чувствительны магнитные свойства металла (см, следующий параграф) особенно ярко они должны проявиться в зависимости гальваномагнитных характеристик от давления ( 27). И, наконец, неожиданно чувствительной к изменению топологии ферми-поверхности оказалась температура сверхпроводящего перехода [16]. [c.131]

    Магнитные свойства металлов связаны с их электрическими свойствами, поскольку элементарные носители магнетизма — электроны — обладают как магнитным моментом, так и элеюрическим зарядом.

Наряду с общими для всех твердых тел элеюрическими свойствами магнитные материалы обладаюг рядом специфических электрических свойств, зависящих от самопроизвольной намагниченности.

В магнитных материалах в каждом ферромагнитном домене на электрон проводимости даже при нулевом внешнем магнитном поле действует сила Лоренца. [c.17]

    Преобразователи с Т-образными стержневыми и сложными магни-топроводами.

Для определения анизотропии магнитных свойств металлов разработан преобразователь, который состоит из Т-образного электромагнита с катушкой возбуждения, питаемой переменным током, и двумя измерительными катушками, включенными встречно [50]. При повороте датчиков вокруг оси может бьпъ снята угловая зависимость магнитной индукции для исследуемой стали. [c.135]

    На магнитные свойства металлов существенное влияние оказывает симметрия кристаллической решетки.

Чем резче отличается симметрия кристаллической решетки от кубической, тем значительнее ее влияние на магнитные свойстна свободных электронов.

Именно поэтому аномально большой диамагнетизм наблюдается у сурьмы и висмута, графита и металлов, которые кристаллизуются соответственно в гексагональной, ромбической и тригональной син-гониях. [c.192]

    Срок службы, например, автомобильных и трактърных моторов в большей степени оп]эеделяется коррозионными явлениями, чем механическими качествами их конструкции. Наконец, отметим, что электрические и магнитные свойства металлов при коррозии ухудшаются. [c.357]

    Полинг предполагает, что образование связей в переходных металлах обусловлено электронами в с1-, з- и ]0-состояниях, а не только электронами в -состоянии. Одни лишь -орбитали недостаточны для образования связи, и только гибридизация между й-, 5- и р-ор-биталями может привести к очень стабильным гибридным орбиталям.

С этой точки зрения в IV периоде для образования связи пригодны одна 45-, три 4р- и пять 3 /-орбиталей и при полном их использовании связь может осуществляться девятью орбиталями. Если бы для связи использовались все девять возможных орбита-лей, то при переходе от К к Си следовало бы ожидать непрерывного увеличения прочности связи.

Однако максимум прочности решетки достигается у хрома, а далее прочность уменьшается по направлению к никелю. Это привело Полинга к предположению, что только некоторые -орбитали пригодны для образования металлической связи, С учеюм магнитных свойств принимается, что для образования металлической связи из пяти -орбиталей пригодны только 2,56.

Остальные 2,44 -орбитали являются атомными орбиталями. Электроны на атомных -орбиталях связаны с ядром атома и не участвуют в образовании металлической связи. Электроны связывающих -орбиталей полностью отделены от атома и коллективизированы в системе электронов кристалла.

В свою очередь, атомные -орбитали, содержащие электроны с неспаренными спинами, обусловливают магнитные свойства металлов. Таким образом, Полинг различает связывающие -электроны, которые участвуют в ковалентных связях между соседними атомами кристалла и обеспечивают силы сцепления в металле и атомные -электроны, ответственные за парамагнетизм.

Связывающие электроны описываются гибридными 5р-функциями, атомные же — просто -функциями. [c.148]

    При магнитопорошковом контроле может происходить осаждение магнитного порошка на поверхности детали и при отсутствии дефектов в этих местах. Это связано с тем, что при намагничивании деталей магн1ггные поля рассеяния возникают в случаях изменения рельефа поверхности (при грубой обработке поверхности, нанесении рисок, царапин и т.д.) или сечения детали, локального изменения магнитных свойств металла изделия. Такие изменения не снижают механические или эксплуатационные свойства изделия. [c.382]

    Рассмотрение электронной структуры металлов с точки зрения резонанса валентных связей дается в теории Л. Полинга [181.

Согласно этой теории, валентные электроны в металле обобществлены, причем часть электронных орбит участвует в образовании металлических связей, а другая часть ответственна за химические связи с другими веществами. Прочности сцепления атомов в решетке металла способствуют гибридизация орбит и резонанс валентных электронов.

Так, электронная конфигурация переходных металлов обусловлена образованием гибридных 5/)-орбит, подразделяемых на атомные d-орбиты, ответственные за магнитные свойства металла и за химическую связь с другими веществами (незаполненные атомные орбиты могут рассматриваться как вакансии в d-зоне), связывающие dsp- и металлические sp-орбиты, ответственные за сцепление атомов металла и его валентность (эти орбиты отвечают полностью занятым уровням в dsp- и sp-зонах). Остаточные валентности на поверхности металла также могут быть частично обусловлены связывающими орбитами. При этом существенное значение имеет вес -состояний в металлической связи, т. е. величина, показывающая, какая доля -орбит участвует в образовании металлической связи. Чем больше вес -состояний, тем меньше вакантных -орбит (или с точки зрения зоршой теории свободных мест в -зоне). [c.57]

    Срок службы, например, автолюбильиых и тракторных г.юторов в большей степени определяется коррозионными явлениялш, чем механическими качествами их конструкции. Нако.чеи, отметим, что при коррозии ухудшаются электрические и магнитные свойства металлов. [c.376]

    Несмотря на то, что магнитные свойства металлов предст вляют большой технический интерес, они еще не нашли должно места в вопросах магнетохимии.

Однако в настоящее вре можно утверждать, что положение стало изменяться так, чг структура сплавов, интерметаллических соединений и каталит чески активных металлических поверхностей начинает изучаты в связи с магнитными свойствами металлов. [c.202]

    Зонная теория металлов основана на концепции электронного газа, для которого применимы законы квантовой статистики. В 1947 г. Полинг [42, 43] предложил другую, полуэмпирическую теорию, основанную на допущении, что атомы в металлах соединены в основном ковалентными связями.

В применении к переходным металлам эта теория принимает, что из девяти -, 5- и р-орбиталей атомов металла только часть участвует в образовании связей между атомами, осуществляемых гибридными -, 5-, р-орбиталями, остальные являются несвязывающими они заполнены только частично и ответственны за магнитные свойства металлов (чисто атомные орбитали).

Распределение -электронов по Полингу между связывающими и несвязывающими орбиталями для элементов ряда Сг—КЧ представлено в табл. 4.1. [c.129]

    Веркин Б. И. и Михайлов И. Ф. Магнитные свойства металлов при низких температурах. III. О форме огибающей для кривых периодической зависимости восприимчивости металлов от поля. [Данные для монокристалла Ве].— Ж. эксп. теор. физ., [c.90]

    Большое количество работ было посвящено вопросу об оптимальных электронных характеристиках переходных металлов.

Отмечались корреляции каталитической активности с магнитными свойствами металлов и сплавов, с долей -состояний химической связи в металлах по Полингу, с характером и заполненностью зон Бриллюэна. Совокупность этих работ не привела к бесспорным выводам.

Пока неясЕЮ, в какой мере это обусловлено несовершенством использованных моделей, и в какой — специфическими трудностями получения металлов с достаточно чистой и воспроизводимой поверхностью. [c.28]

    Необходимо подчеркнуть, что свойства, перечисленные в пунктах 2 и 3, приннипиально отличают сверхпроводник от идеального проводника.

Если даже представить, что электроны в металле имеют бесконечную длину свободного пробега (в реальных веществах такого не бывает) и, следовательно, бесконечную проводимость, то это не приведет к аномальному поведению теплоемкости электронного газа и магнитных свойств металла. [c.299]

    Принцип построения книги следующий. После рассмотрения структуры электронного энергетического спектра в первой части излагается механика (классическая и квантовая) электрона проводимости.

Вторая часть посвящена статистической термодинамике электронного газа выясняются тепловые и магнитные свойства металлов в равновесных услоьиях. В третьей части исследуются кинетические свойства, причем главное внимание уделено гальваномагнитным явлениям.

В четвертой асти изучаются высокочастотные, в частности, резонансные явления. [c.26]

    Одной из основных операций магнитного контроля является намагничивание детали.

Магнитопорошковый метод конфоля, как уже было отмечено, в зависимости от магнитных свойств металла деталей, осуществляется либо способом приложенного поля, либо способом остаточной намагниченности.

Величина напряжённости приложенного магнитного поля, требуемая для достижения в зоне контроля заданного уровня чувствительности, зависит от магнитных свойств металла, из которого изготовлена контролируемая деталь. [c.50]

Магнитные свойства металлов таблица — ooo-asteko.ru

Для определения магнитных свойств нержавейки и других сплавов используется определенная формула, в которой отражается коэффициент пропорциональности и магнитная восприимчивость. В зависимости от типа используемого коэффициента нержавеющая сталь входит в одну из нескольких групп:

  1. При коэффициенте выше нуля материал относится к группе парамагнетиков.
  2. При использовании нуля нержавейка относится к диамагнетикам.
  3. Ферромагнетики характеризуются хорошей магнитной восприимчивостью. В эту группу входят никель, кадмий и железо.

Магнитные свойства нержавейки

Нержавейка магнитится при воздействии определенного поля. Подобная реакция связана с особенностями структуры сплава, в некоторой степени, от химического состава. Некоторые вещества характеризуются тем, что реагируют на воздействие магнита.

Распределение парамагнетиков и диамагнетиков в периодической системе элементов Менделеева

Магнитные свойства простых веществ периодично изменяются с увеличением порядкового номера элемента.

  При какой температуре плавится металл

Вещества, не притягивающиеся к магнитам (диамагнетики), располагаются преимущественно в коротких периодах – 1, 2, 3. Какие металлы не магнитятся? Это литий и бериллий, а натрий, магний и алюминий уже относят к парамагнетикам.

  • Вещества, притягивающиеся к магнитам (парамагнетики), расположены преимущественно в длинных периодах периодической системы Менделеева – 4, 5, 6, 7.
  • Однако последние 8 элементов в каждом длинном периоде также являются диамагнетиками.
  • Кроме того, выделяют три элемента – углерод, кислород и олово, магнитные свойства которых различны у разных аллотропных модификаций.
  • К тому же называют еще 25 химических элементов, магнитные свойства которых установить не удалось вследствие их радиоактивности и быстрого распада или сложности синтеза.

Магнитные свойства лантаноидов и актиноидов (все они являются металлами) меняются незакономерно. Среди них есть и пара- и диамагнетики.

Выделяют особые магнитоупорядоченные вещества – хром, марганец, железо, кобальт, никель, свойства которых изменяются незакономерно.

Нержавеющие стали с хорошими магнитными свойствами

Магнитные свойства нержавеющей стали во многом зависят от структуры материала. Больше всего они проявляются в нижеприведенных случаях:

  1. Мартенсит характеризуется хорошими магнитными свойствами, является ферримагнетиком в чистом виде. Встречается подобная нержавейка крайне редко, так как чистый химический состав выдержать довольно сложно. Как и обычные углеродистые варианты исполнения, рассматриваемый может улучшаться при помощи закалки или отпуска. Подобный металл получил широкое распространение не только в промышленности, но и в быту. Наибольшее распространение получили следующие марки: 20Х13 и 40Х13. Они могут подвергаться механическому воздействию, шлифованию или полированию, а также различной термообработке. К особенностям химического состава можно отнести повышенную концентрацию хрома и углерода. 20Х17Н2 – еще одна нержавейка, которая характеризуется высокой концентрацией хрома. За счет этого структура становится более устойчивой к воздействию влаги и некоторых агрессивным средствам. Несмотря на большое количество легирующих элементов, спав поддается сварке и может подвергаться горячей или холодной штамповке.
  2. Феррит в зависимости от степени нагрева может применять две формы: ферромагнетика и парамагнетика. В химическом составе подобных материалов меньше углерода, за счет чего они становятся более мягкими и лучше поддаются обработке. В эту группу входит нержавейка 08Х13, которая активно применяется в пищевой промышленности. Кроме этого, в данную группу входят AISI 430, который применяется на пищевых производственных предприятиях.
  3. Мартенситно-ферритные сплавы характеризуются весьма привлекательными эксплуатационными качествами. Подобной структурой обладает сплав 12Х13. Как и предыдущие металлы, рассматриваемый может подвергаться механической и термохимической обработке.

Приведенная выше информация указывает на то, что наиболее ярко выраженные магнитные свойства у мартенситной структуры.

При выборе сплава следует учитывать, что не все нержавейки характеризуются устойчивостью к механическим повреждениям. Даже незначительное воздействие может привести к повреждению поверхностного слоя. Несмотря на то, что хромистая пленка способна восстанавливаться при контакте с кислородом, были выпущены новые сплавы, характеризующиеся повышенной механической устойчивостью.

Читать также: Устройство для поиска прослушки

Еще одна классификация металлов подразумевает их деление на следующие группы:

  1. С высокой степенью устойчивости к воздействию кислот.
  2. Жаропрочный вариант исполнения
  3. Пищевые нержавейки.

Жаропрочная нержавеющая сталь

  Сверлильный станок ЧПУ для плат из палок и саморезов

Маркировка материала проводится при применении буквенно-цифрового обозначения. Каждый символ применяется для обозначения конкретного химического элемента, цифра указывает на концентрацию. В других странах применяются свои определенные стандарты для обозначения металла.

Нержавеющие стали, не обладающие магнитными свойствами

Есть довольно большое количество металлов, которые не обладают магнитными свойствами. В их состав включается никель и марганец. Выделяют следующие группы сплавов:

  1. Аустениты получили самое широкое распространение. В эту группу входят 08Х18Н10 и 10Х17Н13М2Т. эти металлы активно применяются при изготовлении различных изделий в пищевой промышленности, к примеру, столовых приборов и посуды. Повышенные коррозионные свойства выдерживаются практически в любой среде эксплуатации.
  2. Аустенитно-ферритные нержавейки 08Х22Н6Т и 08Х21Н6М2Т характеризуются повышенной концентрацией хрома и некоторых других легирующих элементов. Для изменения основных характеристик в состав включаются и другие химические элементы.

Немагнитная нержавеющая сталь выбирается в случае, когда получаемое изделие не должно реагировать на воздействие магнитного поля.

Выбор нержавейки может проводится не только при учете степени магнетизма, но и следующих моментов:

  1. Способность к свариванию. Некоторые варианты исполнения нужно предварительно подогревать, другие хорошо свариваются даже в холодном состоянии.
  2. Пластичность учитывается в случае выбора материала для холодной и горячей штамповки. Достаточно высокий показатель пластичности определяет то, что можно проводить штамповку металлических листов в холодном состоянии.
  3. Коррозионная стойкость при воздействии высокой температуры. Многие металлы теряют свои характеристики при сильном нагреве, в том числе и коррозионную стойкость.
  4. Цена также является немаловажным фактором. Металлы могут обладать высокими эксплуатационными характеристиками, но из-за высокой стоимости их использовать для производства некоторых изделий нецелесообразно.
  5. Степень механической обрабатываемости. Часто заготовки поставляются для обработки резанием на специальном оборудовании. За счет большой концентрации углерода повышается твердость и усложняется процесс обработки поверхности.
  6. Жаропрочность также является важным качеством, которое рассматривается при выборе материала. При хорошей жаропрочности изготавливаемое изделие не теряет свою прочность и твердость при воздействии высокой температуры.

Некоторые марки подвергаются термической обработке, за счет чего повышается прочность и твердость поверхности.

При проведении отпуска структура становится более пластичной и устойчивой к воздействию переменных нагрузок.

Как определить, является ли магнитная или немагнитная сталь нержавеющей?

Как ранее было отмечено, определить магнитится ли нержавейка можно без использования специального оборудования. Среди особенностей проводимой процедуры отметим следующие моменты:

  1. Тестируемый участок должен быть отполирован до блеска. Для этого могут использоваться ручные инструменты и специальные материалы.
  2. На очищенный участок наносится несколько капель концентрированного медного купороса.
  3. Если металл нержавейка, то на поверхности появится красный налет.

Определение магнитных свойств при помощи купороса

Подобный процесс позволяет определить, какая нержавейка магнитится, а какая не обладает коррозионной стойкостью. Характеристики пищевого сплава определить самостоятельно практически невозможно.

Магнитные свойства можно проверить также при использовании обычного магнита. Однако, он не дает точного результата.

Именно поэтому рекомендуется приобретать изделия у известных производителей.

Портативный анализатор металлов

В заключение отметим, что магнитные свойства ничуть не снижают коррозионную стойкость поверхности. Именно поэтому подобные сплавы характеризуются широкой областью применения.

  Какой двигатель поставить на токарный станок по металлу

  1. Читать также: Присадка для сварки 4 буквы
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector