Onko kobolttimagneettista – tässä on faktoja kobolttimagnetismista

Kyllä, koboltti (Co) on a magneettinen materiaali. Se on yksi luonnossa esiintyvistä ferromagneettisista materiaaleista. Muita ferromagneettisia metalleja ovat nikkeli (Ni), rauta (Fe), gadolinium (Gd), dysprosium (Dy) ja terbium (Tb).

Mutta mikä on niin ainutlaatuista koboltin magnetismissa tai sen ominaisuuksissa?

Juuri siihen keskitymme tässä oppaassa.

Koboltti on luonnostaan ​​magneettinen materiaali

Koboltti
Koboltti

Ferromagneettiset materiaalit tunnetaan ainutlaatuisesta käyttäytymisestään, kun kohdistat ne mihin tahansa magneettikenttään. Toisin sanoen ferromagnetismille on tunnusomaista:

  • Magneettinen läpäisevyys
  • Kyky muuttua kestomagneeteiksi
  • Suuri vetovoima magneetteihin
  • Helposti indusoiva magnetismi

Koboltti on luonnossa esiintyvä ferromagneettinen materiaali. Siksi se on luonnostaan ​​magneettinen materiaali.

Koboltissa on atomidipoleja, jotka on kohdistettu samaan suuntaan. Siksi kobolttidomeeneilla on nettomagneettinen momentti, vaikka magneettikenttää ei olisikaan.

 

On kuitenkin syytä huomata, että jopa koboltin sisällä magneettinen momentti viereisissä domeeneissa voi olla eri suuntiin päin. Tämä voi johtaa kokonaismagneettisen momentin kumoamiseen. Kuitenkin käyttämällä vain pientä magneettikenttää ne suuntautuvat helposti muodostaen kestomagneetteja.

Lisäksi yllä oleva ilmiö johtuu elektronien ainutlaatuisesta järjestelystä koboltissa. Koboltin d-orbitaalissa on kolme paritonta elektronia. Parittamattomat elektronit vaikuttavat koboltin magneettiseen ominaisuuteen.

Kobolttirakenne vs. magnetismi

Koboltti
Koboltti

Luonnollisesti kobolttia esiintyy kahdessa kristallografisessa päärakenteessa. Tuo on:

  • Kasvokeskeinen kuutiorakenne (FCC).
  • Kuusikulmainen tiiviisti pakattu (HCP) rakenne

Nämä rakenteet elektronikonfiguraation rinnalla edistävät kobolttimagnetismia. Jopa puhtaassa muodossaan koboltilla on vahva magneettinen momentti. Tämän ainutlaatuisen kohdistuksen ansiosta kobolttimateriaali kokee ferromagnetismin.

Todennäköisesti saatat ihmetellä, mitä ferromagnetismi on. No, tässä on joitain yleisiä ominaisuuksia, joita sinun pitäisi odottaa koboltin magneettisilta ominaisuuksilta ja muilta ferromagneettisilta materiaaleilta:

  • Pysyvät dipolimomentit alueilla
  • Ulkoinen magneettikenttä määrää atomidipolien suunnan
  • Magnetoitumisaste on suuri ja se on suoraan verrannollinen magnetointikenttään
  • Suuri magneettinen herkkyys
  • Suuri magneettivuon tiheys ja suhteellinen läpäisevyys
  • Magneettikenttä houkuttelee voimakkaasti
  • Niiden magneettinen ominaisuus riippuu lämpötilasta. Curie-pisteen yläpuolella olevissa lämpötiloissa ferromagneettiset materiaalit muuttuvat paramagneettisiksi.

Koboltin magneettiset ominaisuudet

Koska koboltin magnetismia esiintyy luonnossa, tietyt ominaisuudet ovat huomionarvoisia;

  • Korkea magneettinen permeabiliteetti – eli koboltin magneettiset domeenit asettuvat helposti olemassa olevaan magneettikenttään.
  • Koboltilla voit saavuttaa vahvan magneettikentän, joten se on täydellinen valinta useimpiin magneettien valmistussovelluksiin.
  • Koboltilla on erittäin korkea curies-lämpötila. Sen arvioidaan olevan 1,121 °C tai 2,050 °F. Muista, että tämä on lämpötila, jonka ylittyessä materiaali menettää kaikki magneettiset ominaisuutensa. Siksi voit valita koboltin korkean lämpötilan sovelluksiin.
  • Koboltti tunnetaan magnetostriktiosta. Toisin sanoen koboltilla on yksi korkeimmista magnetostriktiokertoimista puhtaassa muodossaan. Ihannetapauksessa tämä on materiaalin kyky muuttaa joko mittoja tai muotoa magnetoinnin aikana.

Kobolttilejeerinkien magneettiset ominaisuudet

Koska koboltti on ferromagneettinen materiaali, voit parantaa ei-magneettisen materiaalin magneettisia ominaisuuksia. Lisäksi koboltin seostaminen parantaa tiettyjä ominaisuuksia, jotka voivat tehdä siitä toimivan monissa sovelluksissa.

Muista, että nykyään on monia magneettisia kobolttiseoksia, joilla on tärkeä rooli monissa sovelluksissa. Katsotaanpa joitain yleisiä vaihtoehtoja:

KobolttiseosKiinteistöt
Koboltti-kromi·         Suuri ominaislujuus

·         Parannettu bioyhteensopivuus

·         Paremmat magneettiset ominaisuudet kuin puhdas kobolttimateriaali

·         Yleisiä sovelluksia ovat ortopediset implantit, kaasuturbiinit, hammasimplantit, MRI jne.

Koboltti-samarium·         Korkea magneettinen energia

·         Esimerkkejä sovelluksista ovat sähkögeneraattorit ja moottorit, jotka vaativat vahvoja kestomagneetteja

 

Tietenkin on olemassa monia kobolttipohjaisia ​​seoksia. Voit seostaa kobolttia raudalla, volframilla, nikkelillä jne. Jokainen kobolttipohjainen seos tarjoaa ainutlaatuisia ominaisuuksia paremman magnetismin lisäksi.

Koboltin magnetismin testaus

Vaikka kobolttimagnetismia on luonnossa, voit aina määrittää magnetismin tason. Tämä on kriittinen näkökohta erityisesti kobolttiseosten kanssa työskennellessä.

Esimerkiksi Alnico- ja samariumkobolttimagneettien magneettiset ominaisuudet vaihtelevat suuresti. Nykyään on monia tapoja mitata koboltin magneettisia ominaisuuksia. Joitakin suosittuja vaihtoehtoja ovat:

  • Vibrating sample magnetometer (VSM) – voit määrittää magneettisen momentin ja jossain määrin magneettisen kyllästymisen tai jopa koersitiivisen.
  • Suprajohtava kvanttihäiriölaite – voit tutkia koboltin magnetointiominaisuuksia.

Miten koboltti verrataan muihin ferromagneettisiin materiaaleihin

Vaikka ferromagneettisia materiaaleja on monia, verrataanko kobolttia joihinkin suosituimpiin materiaaleihin - rautaan ja nikkeliin. Useimmissa tapauksissa löydät nikkelin ja raudan seosaineena useimmissa magneettisissa materiaaleissa.

Ferromagneettinen materiaaliFerromagneettisen materiaalin vertailu kobolttiin
Rauta (Fe)·         Luonnollisesti magneettinen

·         Raudan Curie-lämpötila on alempi kuin koboltin

·         Koboltilla on paremmat magnetostriktioominaisuudet kuin raudalla. Siksi koboltti tunnetaan paremmista ja tarkemmista mekaanisista liikkeistä.

Nikkeli (Ni)·         Koboltin Curie-lämpötila on korkeampi kuin nikkelillä

·         Nikkeli kestää paremmin korroosiota kuin koboltti.

 

Koboltin sovellukset

Koboltin magneettisilla ominaisuuksilla on tärkeä rooli monissa sovelluksissa, kuten:

Alnico-magneetit
Alnico-magneetit

Kobolttiseoksia käytetään toimilaitteiden tai antureiden valmistukseen

Kobolttia käytetään laajalti antureiden ja toimilaitteiden valmistukseen sen magneettisten ominaisuuksien vuoksi. Tietyt ominaisuudet, kuten magnetostriktio, tekevät koboltista täydellisen valinnan sovelluksiin, jotka vaativat tarkkaa mekaanista liikettä.

Kun magnetoi kobolttia, se muuttaa hieman muotoa tai mittoja. Tämän seurauksena se on täydellinen valinta sovelluksiin, jotka vaativat tarkkoja mekaanisia momentteja.

Tietojen tallennusratkaisut

Voit magnetoida kobolttipohjaisen metalliseoksen tietojen tallentamiseksi magneettikenttien muodossa. Yleensä tietojen tallennus on magneettisten rakeiden muodossa. Kobolttipohjaisen kiintolevyn tai muun tallennusvälineen avulla voit helposti tallentaa ja hakea tietoja järjestelmistäsi.

Magneettien valmistus

Ferromagneettisena materiaalina kobolttia käytetään laajalti kestomagneettien valmistukseen. Esimerkiksi Alnico-magneetit valmistetaan pääasiassa seuraavista seoksista:

  • Alumiini (Al)
  • Nikkeli (Ni)
  • Koboltti (Co)

Lisäksi meillä on samariumkobolttimagneetteja (SmCo magneetteja). Missä meillä on:

  • Samarium (Sm)
  • Koboltti (Co) on tärkein alkuaine muiden ohella.

Siksi on melko selvää koboltin magneettisten ominaisuuksien rooli magneettien valmistusprosessissa. Muista, että magneetit ovat tärkeitä moottoreiden, generaattoreiden, erottimien, nostolaitteiden jne. valmistuksessa.

Muut laitteet

Monet koneet ovat riippuvaisia ​​tehokkaista koboltista valmistetuista magneeteista. Hyvä esimerkki on magneettikuvaus (MRI), jossa käytetään kobolttiseoksista valmistettuja magneetteja. Lisäksi koboltti ei ole suosittu valinta vain magneettisten ominaisuuksiensa vuoksi, vaan myös korkean Curie-lämpötilan vuoksi.

Lyhyesti sanottuna koboltin magneettisilla ominaisuuksilla on olennainen rooli nykypäivän teollisuudessa. Sähkö-, lääke- ja autoteollisuudesta mittausteollisuuteen.

Lisää resursseja:

Ferromagneettiset materiaalit – Lähde: SCIENCE DIRECT

Onko rautamagneetti – Lähde: HM

Koboltti – Lähde: BRITANNICA

Onko nikkelimagneettista – Lähde: HM

Päivitä evästeasetukset
Siirry alkuun