Materjali Õpetus

Kõvad magnetmaterjalid magnetivad tugevasti
ja säilitavad püsimagneti omadused.

Tugevad püsimagnetid valmistatakse sulamitest

Magnetiliselt kõvadest materjalidest tehakse seadmetes käsutatavaid püsivmagneteid, kui on vaja tekitada alalisvoolumagnetvälja. Sellistel materjalidel ja neist valmistatud detailidel säilib magnetism väga kaua. Nende materjalide magnetilisteks omadusteks on suur koertsitüvjõud Hc, jääkinduktsioon Br.

Pehme magnetmaterjal ehk magnetiliselt pehme materjal on ferromagnetiline või ferrimagnetiline materjal

Pehmeid magnetilisi materjale kasutatakse seadmetes, mis kasutavad vahelduvaid magnetväljasid ja kus energiakaod peavad olema madalad. Üheks selliseks näiteks on pehmete magnetmaterjalide kasutamine trafo südamikes

Materjalide omadused
Materjalide valikul ja nende kasutusalade määratlemisel pakuvad eelkõige huvi materjalide omadused, mis on ühelt poolt määratud nende struktuuriga, teiselt poolt nende saamise ja neist detailide valmistamise tehnoloogiaga. Materjalide omadused võib grupeerida füüsikalisteks, mehaanilisteks ja tehnoloogilisteks. Materjali kasutusomadusi iseloomustavad talitlusomadused.

Materjalide füüsikalised omadused
Materjalide olulisemateks füüsikalisteks omadusteks
on tihedus ja sulamistemperatuur, mis on ka
materjalide, eelkõige metallide liigitamise aluseks.

Mehaanilised omadused

Tugevus

Kõvadus

Sitkus

Plastsus

Tehnoloogilised omadused

Füüsikalised omadused

Tihedus

Sulamistemperatuur

Soojuspaisumine

Soojusjuhtivus

Elektrijuhtivus

Magnetism

Talitlusomadused

Korrosioonikindlus

Kulumiskindlus

Pinnaomadused

Tulekindlus

Soojuspüsivus

Ohutus

Keskkonnasõbralikkus

Kõikide tehnomaterjalide põhiliseks struktuuri-ühikuks on aatom, mis koosneb positiivselt laetud tuumast ja seda ümbritsevast elektronkattest. Aatomituum koosneb prootonitest ja neutronitest, mille arv võrdub aatomnumbriga (järjenumbriga). Aatommass määrab tahke aine e. tahkise tiheduse, elektrijuhtivuse, soojusmahtuvuse, mõjub aga vähe
selle tugevusomadustele.

Aatomkristallilise või lihtsalt kristallilise struktuuri all mõeldakse aatomite (ioonide) omavahelist paigutust reaalselt esinevas kristallis. Metallis paiknevad aatomid kindla seaduspärasuse järgi, moodustades korrapärase kristallivõre. Selline aatomite paigutus vastab aatomite omavahelise mõju minimaalsele energiale (aatomite ideaalsele paigutusele).

Magnetmaterjalidena on kasutusel põhiliselt ferro- ja ferrimagneetikud. Nendel materjalidel on omadus magnetväljas magnetiseeruda. Seda omadust seletatakse väikeste, spontaanselt magnetiseeruvate piirkondade - domeenide - olemasoluga materjalis, mis välise välja rakendamisel pöörduvad välja sihis, nii et nende väli liitub välise väljaga. Sõltuvalt materjali koostisest ja struktuurist on domeenide pööramiseks vajalik teatud tugevusega väline magnetväli.

Magnetostriktsioonmaterjalidel m uutuvad magnetvälja toimel geomeetrilised mõõtmed ja neid kasutatakse elektroakustika- ja ultraheliseadmeis, samuti side-, automaatika ja mõõteseadmeis (magnetlindid, magnetkelmed).

Pehmemagnetmaterjalid - trafode ja elektrimasinate magnetahelad vahelduva vooluahelates.

Kõvamagnetmaterjalid – püsimagnetid alalisvoolu mootorites, side- ja heli seadmetes ja kõrgsagedus voolu seadmetes

Tehnikas leiavad ka veel käsutamist mõned eriomadustega magnetmaterjalid nagu magnetostriktsioon materjalid ja termomagnetmaterjalid.

Termomagnetmaterjalide magnetilised omadused sõltuvad suuresti temperatuurist, neid ksutatakse temperatuuriregulaatorite ja temperatuuri-kompensaatorite valmistamisel.

Vastavalt struktuurile ja koostisele on pehmeid metallist magnetmaterjale võimalik grupeerida järgnevalt

kristallilised metallid

amorfsed metallid

amorfsed metallid

Aineid, mis moodustavad vedelkristalle
nimetatakse mesogeenideks

Vedelkristalliline olek: olek, mille omadused on
vedeliku ja kristalli vahepealsed

Termotroopsed vedelkristallid
– Ained, mille korral vedelkristalliliseks muundumine
toimub temperatuuri mõjul:

• Lüotroopsed vedelkristallid
– Vedelkristalliks muundumine toimub lahuses
kontsentratsiooni muutudes

Nemaatiline Nemaatiline faas
• Molekulid on orienteeritud lähedases suunas, kuid ei moodusta kihte

Smektiline Smektiline faas
•Molekulid on orienteeritud lähedases suunas ja kalduvad olema kihiliselt paigutatud

Kiraalne faas
Nemaatilise moodi, aga eelmised molekulid on järgmiste suhtes “väändunud”