مغناطيسي & المعادن غير المغناطيسية مع الأمثلة

تعتبر المواد المغناطيسية وغير المغناطيسية أساسية في الهندسة. المغناطيسية هي قاعدة لاستخدامات مختلفة ولكنها غالبا ما تكون غير ملائمة في ظروف معينة. تشمل المعادن المغناطيسية الأكثر شيوعًا; حديد, النيكل, والكوبالت, وتظهر بعض درجات الفولاذ أيضًا خصائص مغناطيسية.

فهم أساسيات المغناطيس, أنواعها, وكيف تتصرف المعادن في المجالات المغناطيسية أمر حتمي. لذا, دعونا ندخل في ذلك.

فهم المغناطيسية

يمكن تعريف المغناطيسية بأنها القدرة على سحب أو دفع أنواع معينة من المواد. يتم التدخل في هذه القوة بواسطة المجالات المغناطيسية التي تنتشر في أنواع مختلفة من الوسائط. بعض أنواع المواد مغناطيسية بشكل طبيعي بينما البعض الآخر يمكن أن يكون مغناطيسيًا أو غير مغناطيسي اعتمادًا على الموقف.

ما الذي يجعل المعادن تظهر المغناطيسية؟?

المغناطيسية على المستوى الذري ناتجة عن الإلكترونات. كل إلكترون لديه دوران وطريقة لتشكيل ثنائي القطب المغناطيسي الصغير. إذا كان دوران الإلكترون موحدا في اتجاه معين, ثم لم يلاحظ أي مجال مغناطيسي صافي. ولكن نظرًا لوجود العديد من هذه الإلكترونات غير المتزاوجة، فإن عزمها المغناطيسي الصغير يصبح كبيرًا وينشأ مجال مغناطيسي كبير حول المعدن.

أنواع المغناطيس

يمكن تجميع أنواع مختلفة من المغناطيسات وفقًا لديمومة المجال المغناطيسي للمغناطيس. التصنيفات الأولية تشمل:

المغناطيس الدائم

يولد المغناطيس الدائم مجالًا مغناطيسيًا بسبب خصائصه الكامنة. على عكس المغناطيس المؤقت, يحتفظون بجاذبيتهم لفترة طويلة. عادة, من الصعب إزالة المغناطيسية من المغناطيس الدائم وإنشاء مجال مغناطيسي مستقر. لفهم المغناطيس الدائم, يجب على المرء أن ينظر في هيكلها. تحدث الخواص المغناطيسية عندما تفضل القوى الدافعة في المنطقة المميزة من المادة حالة معينة. هذه المجالات عبارة عن مجالات مغناطيسية صغيرة موجودة داخل البنية البلورية للمادة.

يتم استخدام العديد من التقنيات لربط هذه المجالات, لكن التدفئة هي الأكثر كفاءة على الإطلاق. تختلف درجة المحاذاة عبر المواد مما يؤدي إلى تحديد المواقع بشكل دائم للمجالات.

مغناطيس مؤقت

تتميز المغناطيسات المؤقتة بخاصية كونها مغناطيسية فقط في ظروف معينة. كلهم يختفون بمجرد تغير هذه الظروف. غالبًا ما يتم تطبيق القوى التي تسبب تغيرات في الحجم على المواد اللينة مثل الحديد الملدن والصلب. تخلق هذه المواد مجالات مغناطيسية عند تعرضها لمجال مغناطيسي قوي وتظهر قوة قسرية منخفضة.

أحد الأمثلة الجيدة على المغناطيسية المؤقتة هو استراتيجية مشبك الورق. عندما يتم وضع مشبك ورق على مغناطيس دائم فإنه يكتسب بعض المغنطة. لكن, بمجرد إزالة المغناطيس الدائم. تعود المقاطع إلى حالتها التي لا تكون فيها مغناطيسية.

المغناطيسات الكهربائية

تولد المغناطيسات الكهربائية مجالًا مغناطيسيًا عندما تتدفق الكهرباء من خلالها. وغالبا ما تستخدم في أجهزة مثل المحركات, مولدات, المرحلات, وسماعات الرأس. تتمثل فائدة المغناطيس الكهربائي في إمكانية تشغيل/إيقاف القوة المغناطيسية. تتيح هذه الميزة عدة استخدامات, بما في ذلك الرافعات المستخدمة في رفع الخردة المعدنية. يمكن التحكم في المعدن بمساعدة مغناطيس كهربائي عن طريق تمرير تيار كهربائي من خلاله, ويمكن رفع المعدن وإسقاطه عن طريق إيقاف تشغيل الطاقة.

استخدام آخر رائع لهذه التقنية هو في قطارات ماجليف. بسبب الطاقة الموردة للمغناطيس الكهربائي, لا تلمس هذه القطارات المسارات وهذا بدوره يوفر مقاومة منخفضة للسكك الحديدية للسرعات العالية.

ما هي المعادن المغناطيسية?

اعتمادًا على البنية الداخلية للمعادن، فإنها إما تجذب المغناطيس أو تطرده. يمكن تصنيفها على أنها:

المواد المغناطيسية

تسحب المواد المغناطيسية الحديدية المغناطيس بشكل كبير جدًا من ناحية أخرى, سحب المغناطيس بخفة للمواد البارامغناطيسية. المواد المغناطيسية هي تلك المواد التي تتنافر مع المغناطيس بشكل ضعيف.

قائمة المعادن المغناطيسية

بعض المعادن المغناطيسية مألوفة وبعضها مغناطيسي دائم والبعض الآخر, على سبيل المثال, الفولاذ المقاوم للصدأ مغناطيسي اعتمادًا على تركيبته.

حديد

الحديد هو معدن مغنطيسي معروف على نطاق واسع, وفي نفس الوقت, فهو أقوى من جميع المعادن المغناطيسية الأخرى. والأهم من ذلك, باعتبارها المكون الأساسي للأرض, وهي مسؤولة عن المجال المغناطيسي للكرة الأرضية.

بعض المحتوى المتعلق بكيفية جذب الحديد للمجالات المغناطيسية يرجع إلى وجود دوران الإلكترون الذري وبنية شبكية بلورية محددة. هذه الهياكل عند تغييرها تنتج خصائص مغناطيسية مختلفة. الحديد في مكعبه المتمركز حول الجسم (نسخة مخفية الوجهة) شكل ألفا الحديد مغناطيسي; مكعب محوره الوجه (com.fcc) هيكل جاما الحديد غير مغناطيسي.

النيكل

معدن آخر ذو مغناطيسية حديدية هو النيكل وله أيضًا علاقة بنواة الأرض. سابقًا, فقد خدم في تداول النقود على شكل عملات معدنية.

اليوم, استخدام النيكل يشمل البطاريات, الطلاءات, أدوات المطبخ, والعديد من المعدات الإلكترونية. ولهذا السبب يعتبر النيكل ذا قيمة في تصنيع النيكل الحديدي للفولاذ المقاوم للصدأ ومغناطيس النيكو, المغناطيسات أقوى من المغناطيسات الأرضية النادرة ولكنها ليست بقوة المغناطيسات القائمة على الحديد.

الكوبالت

يعد الكوبالت أحد أهم المعادن المغناطيسية التي وجدت استخدامات عديدة في المائة عام الماضية. يستخدم الكوبالت في كل من المغناطيسات الناعمة والصلبة وتكون مغنطة التشبع ودرجة حرارة كوري عالية, تتراوح بين 950 - 990 درجة مئوية. هذه الخاصية تجعل الكوبالت مفيدًا في الاستخدامات ذات درجات الحرارة العالية مثل الاستخدام في المحركات وأجهزة الاستشعار.

فُولاَذ

عنصر الحديد يجعل الفولاذ مغنطيسيًا. يمكن لجميع أنواع الفولاذ العمل مع المجالات المغناطيسية، ويمكن تحويل عدد قليل منها إلى مغناطيس دائم. على سبيل المثال, يتكون الفولاذ EN C15D من 98.81/99.26 % الحديد وبالتالي فهو مغناطيسي.

الفولاذ المقاوم للصدأ

الفولاذ المقاوم للصدأ لديه مستوى متفاوت من الخصائص المغناطيسية. اعتمادا على المحتوى, وهي سبيكة تحتوي على الأقل 10.5% من الكروم, تعتمد جاذبيتها على هذا المحتوى. يعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ المارتينسيتي والفيريتيك مغناطيسيًا بسبب محتواه من الحديد, بينما يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي بخصائص مغناطيسية منخفضة تؤهله للاستخدام في حالات التصوير بالرنين المغناطيسي.

المعادن الأرضية النادرة

بعض المقاطع العرضية للمعادن الأرضية النادرة ذات طبيعة مغناطيسية حديدية وتشمل المعادن الجادولينيوم, سماريوم, والنيوديميوم. يمكن خلط هذه المعادن بالحديد, النيكل, أو الكوبالت لإنتاج مغناطيس مناسب تمامًا لتطبيق معين. على سبيل المثال, يتم تطبيق مغناطيس كوبالت السماريوم بشكل جيد في المحركات عالية الأداء والآلات التوربينية.

المعادن غير المغناطيسية

في حين أن العديد من المعادن مغناطيسية, البعض ليس كذلك. وهنا بعض الأمثلة:

الألومنيوم

الألومنيوم يندرج أيضًا ضمن مجموعة المعادن البارامغناطيسية كما هو الحال مع معادن الليثيوم والمغنيسيوم. على الرغم من أنها يمكن أن تتآكل, فهو مفيد في العديد من الظروف المسببة للتآكل; هذا يجعلها مشهورة في العديد من الصناعات.

ذهب

ينتمي الذهب إلى مجموعة المعادن المغناطيسية. عمومًا, إنها تواجه الحد الأدنى من التنافر عندما تكون بالقرب من المغناطيس. في حالته النقية, فهو معدن غير مغناطيسي.

فضي

الفضة أيضًا غير مغناطيسية. ويمكن استخدامه للكشف عن منتجات الفضة المزورة. إذا التصقت عملة معدنية أو قطعة مجوهرات بالمغناطيس, ربما ليست الفضة الحقيقية.

نحاس

يكون نحاس مغناطيسي? النحاس بطبيعته ليس مغناطيسيا ولكن لديه بعض الصفات والخصائص المغناطيسية. المسمى ديامغناطيسية, النحاس هو نوع المادة التي لا يمكن محاذاتها مع المجال المغناطيسي. في حالة توليد الكهرباء في محطات توليد الكهرباء, هذه الخاصية لها قيمة هائلة.

عند وضعه بالقرب من المغناطيس، يخلق النحاس مجالًا مغناطيسيًا يجبر الإلكترونات السطحية على التدفق والدوران حول المغناطيس. وهذا يجعل الحركة الدائرية تخلق مقاومة. تسبب الإلكترونات مجالًا مغناطيسيًا لفترة وجيزة, وهذا يقلل من سرعة السقوط المغناطيسي.

خاتمة

على العموم, تتأثر جميع المعادن بمجال مغناطيسي قوي. يحدث هذا التفاعل عندما يتم وضع المعادن في مجال مغناطيسي متغير, يطورون ما يسمى بالتيارات الدوامية. تتبع أجهزة الكشف عن المعادن هذا المبدأ للتعرف على المعادن غير المغناطيسية مثل الذهب, فضة, نحاس, والقصدير. لكن, للاستخدام العملي, هذا التفاعل لا يكفي, ولذلك فإن لها تطبيقات محدودة.

استخدم الدقة القصوى في تصنيع المعادن للحصول على قطع الغيار بسعر معقول.

قمم الدقة هي شركة متخصصة في توريد المعادن وحصلت على شهادة ISO 9001 شهادة. منذ تأسيس شركتنا, ساعدت العديد من العملاء في التعرف على المعادن الخاصة التي يصعب تحديد موقعها.

بعض المواد المعدنية المغناطيسية التي نقوم بتوريدها تشمل الفولاذ المدلفن على البارد, فولاذ زنبركي عالي الكربون بالإضافة إلى أنواع مختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ المقسى. يمكننا توريد 10 جنيه لتطبيقات محددة 2,000 جنيه لاحتياجات الإنتاج, وكل شيء بينهما.

احصل على المواد المعدنية الخاصة بك اليوم من خلال استكمال عرض أسعار Tops Precision السريع. موظفونا ذوو الخبرة في هذا المجال على استعداد للإجابة على أي سؤال وعادةً ما يتم الرد في غضون ذلك 2 ساعات أو في نفس اليوم.