Никелът е леко магнитен, не е чисто магнитен. Това е феромагнитен материал при стайна температура, което означава, че може да се магнетизира. Когато никелът се нагрее над определена точка, губи своите магнитни свойства. Никелът и желязото се привличат от магнити. въпреки това, никелът е по-малко вероятно да бъде привлечен от желязото или кобалта. Нека проучим поведението на магнетизма на никела в това ръководство.
Дали никелът е магнитен или немагнитен?
Никелът е слабо магнитен, или феромагнитни при 25 ° С. въпреки това, магнитното му свойство намалява, когато е изложено на високи температури. Никелът също може да се магнетизира.
Какво прави никела магнитен?
Магнетизмът на никела се дължи на атомната структура на неговия елемент. Магнитните моменти се произвеждат в никела поради наличието на несдвоени електрони. Тези електрони идват в ред и създават магнитно поле.
Никелът също се оказа феромагнитен, така че магнитните взаимодействия са доста възможни. Той засилва своя магнетизъм чрез подреждането на атомите в него. Като цяло, Желязото има по-високо ниво на намагнитване от никела.
Никел метал срещу. Феромагнетизъм: Сравнение
Никелът е феромагнитен метал. А феромагнитен материал е състояние, при което всички магнитни моменти на атомите са ориентирани. В никел, свободните електрони в d-орбиталите създават магнитно поле. Има несдвоени електрони. Посоката на уникалните магнитни моменти в твърдото вещество придава на никела неговите магнитни свойства.
Освен това, Никелът е уникален със свойството си да остава феромагнитен при температура на околната среда, за разлика от други материали. Но, тя е по-малко привлечена от магнит като кобалт или желязо. Следователно, когато никелът се нагрява, той става неферомагнитен, тъй като електронната структура е нарушена. въпреки това, той все още намира своите приложения в различни магнитни приложения поради леките или умерени магнитни характеристики.
Фактори, влияещи върху магнитните свойства на никела
Общите фактори, влияещи върху магнитните свойства на никела:
температура
Магнитните характеристики на никела силно зависят от температурата. При по-високи температури, топлинното движение кара електроните да се въртят в произволен ред. Това отслабва феромагнитните характеристики на съединението. Сплавта става немагнитна, ако се нагрее над температурата на Кюри (358 градуси по Целзий). Никелът в точката на Кюри е парамагнитен материал. Където електроните вече не са във фаза един с друг.
Кристална структура
Магнетизмът на никела също е повлиян от неговата гранецентрирана кубична форма (FCC) кристална структура. Структурата на никела улеснява спиновото подреждане на електроните и следователно феромагнитните характеристики. Локалното въртеливо движение в даден материал е чувствително към всякакви промени в кристалната структура, дължащи се на механично напрежение или легиране на материала.
Примеси и легиращи елементи
Магнитните качества на никела могат да се контролират чрез добавяне на чужди частици. Тези чужди атоми разрушават координатното подреждане на електроните по отношение на техния спин. освен това, в някои случаи, тъй като примесът се увеличава, намагнитването на никела може да се увеличава и намалява обратно. например, желязото магически увеличава магнетизма, докато добавянето на елементи като мед вероятно ще намали магнетизма.
Размер на зърното
Що се отнася до размера на зърното на никела, тези зърна притежават някои магнитни характеристики. По-малките зърна осигуряват повече граници на домейна в материала. Това води до увеличаване на повърхността, което на свой ред кара материала да реагира на магнитни полета. От друга страна, по-големият размер на зърното намалява възможността за взаимно ориентиране на магнитните домени, като по този начин се намалява общата магнитна кохезивност.
Външни магнитни полета
Предварителните изследвания показват, че манипулирането на външни магнитни полета може да повлияе на ориентацията на магнитните домени в никела. Тези домейни се подреждат отново с приложеното магнитно поле, увеличаване на намагнитването на материала. освен това, степента на подравняване зависи от силата на приложеното магнитно поле. Ако полето е достатъчно мощно, се постига намагнитване на насищане, което означава, че всички домейни са подравнени.
налягане
Налягането, приложено върху никела, променя неговата атомна структура и магнитни свойства. Той променя междуатомното разстояние и променя електронните състояния в никела. Освен това, Налягането влияе върху броя на електронните орбитали. Промяната на орбиталите може да промени магнитните свойства на материала. Никелът проявява феромагнитно поведение и всъщност, това може да бъде подсилено или отслабено въз основа на промените в електронната структура.
Точка на Кюри на никел или температура на Кюри
Температурата на Кюри се определя като температура, при която никелът става неферомагнитен. Това е приблизително 358 градуси по Целзий (675, 928 Фаренхайт). При температура на Кюри, никелът претърпява промяна на състоянието от феромагнитно към парамагнитно.
Във феромагнитно състояние с ориентация на електронните завъртания, и има силни магнитни свойства. въпреки това, всеки път, когато температурата се повиши, топлинната енергия разрушава това подравняване, и магнетизмът намалява. Атомните магнитни моменти не са ограничени да останат подравнени. освен това, материалът става слабо магнитен под температурата на Кюри, когато не се прилага външно магнитно поле.
Какви са техниките за обработка на никел?
- CNC фрезоване
- CNC струговане
- CNC пробиване
- CNC шлайфане
- Електрохимична обработка
- EDM (Електроерозионна обработка)
- CNC лазерно рязане
- CNC водоструйно рязане
- Абразивно-струйна обработка
Приложения на никел поради неговите магнитни свойства
Ето типичните приложения на никела:
Постоянни магнити
Производителите добавят желязо към никела, за да създадат сплави за постоянни магнити. Тези магнити винаги са постоянни в своето магнитно поле, и оптимален за приложения с продължителна употреба. Това са електродвигатели, магнитни запаметяващи устройства, и сензори.
Магнитно екраниране
Никелът има свойството да екранира или дори да противодейства на магнитното поле. Съединението се прилага специално за магнитно екраниране в електронни устройства, включително трансформатори, двигатели, както и оборудване за ЯМР. Никелът минимизира смущенията главно от външни магнитни полета. освен това, подобрява точността и надеждността на устройството.
Технология за съхранение на данни
Тънките филми на базата на никел играят решаваща роля в приложенията за съхранение на данни, като твърди дискове. Тези филми съхраняват данни чрез контролиране и замразяване на магнитни домейни. Тази възможност е необходима за високоскоростно съхранение, и капацитет, което е задължително за днешните компютри.
Магнитни сензори
Никеловите сплави се използват универсално в магнитни сензори във всяко приложение, автомобилни и индустриални. Тези сензори измерват движението, пространство, и позиция въз основа на магниторезистивния ефект, чрез който съпротивлението варира в зависимост от магнитните полета.
Електрически двигатели
Никелът има добри магнитни свойства, които го квалифицират за производството на електрически двигатели. Тези сплави предлагат висок капацитет на намагнитване. Освен това, ефективността на двигателите се използва в роботизирани системи, електрически автомобили, и домакински уреди между другото.
Трансформатори и индуктори
В електрически трансформатори и индуктори, никелът се прилага поради способността му да подобрява магнитния поток. Сплави на базата на никел се прилагат към ядрата на трансформатора, за да се увеличи ефективността на трансформатора поради по-ниски загуби на енергия. освен това, гарантира надеждността на преноса на енергия, особено при високи честоти.
Често задавани технически въпроси
Q1. Как температурата влияе върху магнитните свойства на никела?
С повишаване на температурата, магнитните свойства на никела отслабват. Отвъд температурата на Кюри от приблизително 358°C, никелът преминава от феромагнитно към парамагнитно, губи способността си да задържа магнетизъм.
Q2. Може ли никелът да се използва за създаване на постоянни магнити?
да, когато никелът е легиран с други материали като желязо, Никелът се използва за създаване на силни постоянни магнити, които запазват магнетизма във времето и се използват в двигатели, сензори, и устройства за съхранение на данни.
Q3. Каква е температурата на Кюри на никела?
Температурата на Кюри на никела е около 358°C. При тази температура, никелът губи своите феромагнитни свойства и става парамагнитен. Което означава, че вече не може да поддържа магнитно подравняване без външно магнитно поле.
Q4. Как никелът допринася за магнитното екраниране?
Феромагнитните свойства на никела му позволяват да пренасочва магнитните полета. Това го прави ефективен материал за екраниране на чувствителни електронни устройства от външни магнитни смущения, като например в апарати за ЯМР и трансформатори.
Q5. Каква роля играе никелът в технологията за съхранение на данни?
В твърдите дискове се използват сплави на основата на никел, където техните магнитни свойства позволяват стабилно съхранение и извличане на данни. Манипулирането на магнитни домейни в никелови филми позволява висок капацитет, надеждно съхранение на данни.
Заключение
Магнетичен никел свойствата са от съществено значение в различни приложения, от постоянни магнити до магнитно екраниране. Способността му да запазва магнетизъм и да взаимодейства с магнитни полета го прави ценен в електрониката, двигатели, и съхранение на данни. С напредването на технологиите, Ролята на никела за подобряване на производителността и ефективността остава решаваща. Свържете се с нас за повече информация.
