Onko nikkelimagneettista

Kyllä, nikkeli on magneettista.

Koska sillä on merkittäviä magneettisia ominaisuuksia, se luokitellaan ferromagneettiseksi materiaaliksi. Yleensä ferromagneettinen normaaleissa lämpötiloissa, nikkeli voi vetää puoleensa ja saattaa magnetoitua itsestään.

Curie-lämpötilassa yli 358 °C (676 °F) on piste, jossa nikkeli menettää ferromagneettiset kykynsä ja muuttuu paramagneettiseksi. Magneettisten ominaisuuksiensa ansiosta nikkeliä hyödynnetään magneettien, sähkökomponenttien valmistuksessa ja lentokoneteollisuudessa.

magneettiset nikkelilevyt
Magneettiset nikkelilevyt

Nikkelimagnetismin edut

Kustannustehokas ja saatavilla

Verrattuna muihin harvinaisiin harvinaisiin maametalleihin, joita käytetään tukevissa magneeteissa, nikkeli on suhteellisen halpa ja helposti saatavilla oleva metalli. Tämän perusteella huomaat, että nikkelistä koostuvat magneettiset materiaalit ovat taloudellisia useisiin tarkoituksiin.

Ekologiset hyödyt

Toisin kuin vähemmän ympäristöystävällisistä materiaaleista valmistetuilla magneeteilla, nikkelimagneeteilla on vähemmän ympäristövaikutuksia niiden tehokkaan uudelleenkäytön ja kierrätyksen ansiosta.

Ferromagnetin ominaisuudet

Nikkeli on ferromagneettinen materiaali. Siksi ulkopuolelta tulevan magneettikentän puuttumisesta huolimatta se saattaa magnetisoitua äärimmäisen hyvin säilyttäen samalla magneettiset ominaisuudet.

Nikkeli sopii erinomaisesti käytettäväksi kestomagneeteissa ainutlaatuisten ominaisuuksiensa ansiosta.

Vahva magneettinen läpäisevyys

Aineen kykyä magnetoitua toisesta lähteestä tulevan magneettikentän läsnä ollessa kuvataan sen magneettien läpäisevyydellä.

Nikkelillä sattuu olemaan poikkeuksellisen paljon tätä ominaisuutta.

Tämän ominaisuuden ansiosta nikkeliä voidaan hyödyntää sovelluksissa, kuten muuntajissa ja magneettisuojauksissa, jotka vaativat materiaaleja, joilla on huomattava läpäisevyys.

Paras seostukseen magneettien valmistamiseksi

Nikkelin seostusominaisuudet mahdollistavat sen seostamisen muiden komponenttien kanssa, kuten koboltin, raudan ja alumiinin kanssa, ja yksinkertaisuus tuottaa erityisominaisuuksia sisältäviä magneettiseoksia. Magneettisia komponentteja, jotka ovat tehokkaampia, ovat seokset, kuten Permalloy (rauta ja nikkeli) ja Alnico (alumiini, nikkeli ja koboltti).

Curie-lämpötilan hallinta

Yhdistämällä muiden komponenttien kanssa nikkelin Curie-lämpötila (jossa se menettää ferromagneettisen kykynsä) voi muuttua.

Tästä johtuen nikkeliseosten magneettiset ominaisuudet voivat olla säädetty tiettyyn lämpötilaspektriin, mikä tekee niistä sopivia useisiin sovelluksiin.

Korroosionkestävyys

Nikkeli on suosittu kyvystään vastustaa korroosiota, mikä on hyödyllistä olosuhteissa, joissa altistuminen epäsuotuisille olosuhteille on ongelma. Magneettiset aineet, jotka kestävät korroosiota, ovat elintärkeitä aloilla, kuten lentokoneissa ja merenkulussa.

Magneettinen konsistenssi

Vähitellen nikkelimagneetit – varsinkin metalliseoksissa käytetyt – tarjoavat huomattavaa magneettista vakautta. Magneettisten järjestelmien ja laitteiden toimivuuden ylläpitäminen perustuu tähän vakauteen.

Monipuolisuus käytössä

Nikkeliä käytetään monilla aloilla, kuten televiestinnässä, elektroniikassa, energiassa ja autoteollisuudessa, magneettisten ominaisuuksiensa ansiosta. Siitä valmistetaan magneettiantureita, kestomagneetteja, magneettisuojauksia ja muita laitteita.

Nikkelin magnetismin ominaisuuksien vertaaminen muihin metalleihin

Nikkelin ja raudan magnetismi

Koska nikkeli on ferromagneettinen metalli, se voi magnetoitua ja pysyä magnetisoituna jopa ilman ulkoista magneettikenttää.

Rauta päinvastoin on ferromagneettinen metalli, jolla on suurempi magneettinen herkkyys kuin nikkelillä. Tämä tarkoittaa, että nikkeliin verrattuna rauta voidaan magnetoida paljon helpommin ja sillä on suurempi magneettinen reaktio.

Nikkelin magnetismi vs koboltti

Raudan tavoin koboltti on myös ferromagneettinen metalli, jolla on huomattavaa magnetismia. Pistettä, jossa ferromagneettinen materiaali menettää magneettisuutensa, kuvataan Curie-lämpötilana, ja nikkelillä on korkeampi lämpötila kobolttiin verrattuna. Tästä johtuen nikkeli on sopivampi vaihtoehto tilanteissa, joissa tarvitaan magnetismia korkeammissa lämpötiloissa.

Nikkelin ja titaanin magneettisuus

Toisin kuin nikkeli, titaani ei ole ferromagneettinen metalli. Se on luokiteltu paramagneettiseksi, mikä tarkoittaa, että koska se ei pysty ylläpitämään magnetismia yksinään, se vetää heikosti magneettikenttiä. Siten, toisin kuin titaani, nikkelillä on voimakkaampi magneettinen reaktio.

Nikkelin magnetismin ominaisuudet
Nikkelin magnetismin ominaisuudet

Nikkelin historia

Axel Fredrik Cronstedt löysi nikkelin vuonna 1751, ja kiinalaiset kolikot olivat luultavasti ensimmäisiä, jotka käyttivät sitä. Nimetty "kupfernikkelin" mukaan, mikä tarkoittaa "paholaisen kuparia", nikkelillä oli tärkeä osa nikkelihopeaseoksissa 19-luvulla.th vuosisadalla. Teollinen kehitys lisäsi ruostumattoman teräksen luomisen strategista arvoa toisen maailmansodan aikana.

Vähän myöhemmin se vaikutti elektroniikka-, kemian- ja galvanointikenttiin. Sähköautojen akut ovat eräitä ympäristöystävällistä teknologiaa edistävistä moderneista käyttötavoista.

Nikkelin siirtyminen tuntemattomasta metallista mukautuvaksi komponentiksi, joka vaikuttaa moniin eri sektoreihin, näkyy sen historiassa.

Onko nikkeli ferromagneettista?

Kyllä, nikkeli on ferromagneettista. Nikkelillä on tämä ferromagnetismiksi kuvailtu ominaisuus, jossa atomien magnetismimomenttien suunta kohdistuu tuottamaan voimakkaan kokonaismagneettisen vaikutuksen.

Kun altistat sen ulkopuolelta tulevalle magneettikentälle, tämä kohdistus auttaa materiaalia magnetoitumaan voimakkaasti ja säilyttämään magnetisoitumisensa, vaikka ulkoinen kenttä poistuu.

Nikkeli on yksi tyypillisistä esimerkkeistä ferromagneettisesta aineesta yhdessä raudan ja koboltin kanssa. Nikkeli on normaalisti ferromagneettista ympäristön lämpötiloissa ja vetää puoleensa magneetteja.

On tärkeää pitää mielessä, että nikkelin ferromagneettiset ominaisuudet heikkenevät samalla kun lämpötila nousee. Yli 358 °C (676 °F) Curie-lämpötilassaan nikkeli menettää nämä ominaisuudet ja muuttuu ei-magneettiseksi.

Nikkelimagnetismin sovellukset

Kestomagneetit: Vahvat kestomagneetit, joilla on erityisiä magneettisia ominaisuuksia, on valmistettu seoksista, kuten Alnico (alumiini, nikkeli, koboltti).

Generaattorit ja sähkömoottorit: Nikkeliä sisältävät magneetit ovat tärkeitä sähköenergian muuttamiseksi mekaaniseksi energiaksi.

Magneettiset anturit: Elektroniset laitteet ja autojen komponentit riippuvat suuresti nikkeliseoksista, joihin liittyy Hall-efektiantureita.

Magneettinen suojaus: Erittäin läpäisevät nikkeliseokset tarjoavat magneettisen suojauksen suojaamaan herkkiä laitteita magneettisilta häiriöiltä.

Sähkömagneettiset kelat: Muuntajien ja kelojen kelojen tehokkuutta lisää nikkeli.

Tallennusmedia: Nikkeli on erittäin tärkeää tietojen tallentamiseksi magneettilevyille ja kiintolevyille.

MRI-laitteet: Lääketieteellisten kuvantamislaitteiden osat on valmistettu nikkelistä sisältävistä seoksista tehokkaan toiminnan takaamiseksi.

Automotive-tekniikka: Sähköinen ohjaustehostin ja moottorijärjestelmät käyttävät nikkelimagneetteja.

Kaiutinjärjestelmät: Alnicon metalliseokset auttavat kaiuttimia ja äänilaitteiden magneettikenttiä tuottamaan.

Galvanointi: Nikkeliä käytetään galvanoinnissa koriste- ja suojapinnoitteiden tuottamiseen.

Nikkelin ominaisuudet

Nikkelin fysikaaliset ominaisuudet ovat seuraavat:

  • Atominumero: 28
  • Atomimassa: 58.69 g / mol
  • Sulamispiste: 2647 °F tai 1453 °C.
  • Kiehumispiste: 5275 °F [2913 °C]
  • Tiheys: 0.32 lbs/in³ (8.90 g/cm3)
  • Esiintyminen: Kirkas, hopeanvalkoinen metalli.
  • Kristallirakenne: Kasvokeskeinen kuutiokidehila (fcc).
  • Taipuisa ja joustava: Helppo muotoilla ja kelata langoiksi ja levyiksi.
  • Erinomainen lämpö- ja sähköjohdin: erinomainen useissa sähköosissa ja lämmönvaihtimissa.
  • Korroosionkestävyys: Nikkeli vastustaa korroosiota tehokkaasti, erityisesti taantuvissa olosuhteissa. Sen pinnalle se muodostaa suojaavan oksidin päällysteen.
  • Lejeerauskyky: Nikkeli luo helposti seoksia lukuisten muiden komponenttien kanssa, jolloin se voi luoda laajan valikoiman erikoismateriaaleja.
  • Korkean lämpötilan kestävyys: Äärimmäisissä lämpötiloissa nikkeli säilyttää eheytensä ja vakautensa.
  • Magneettiset ominaisuudet: Huoneenlämmössä ferromagneettista. Curie-lämpötilan yläpuolella, joka on 358 °C (676 °F), se menettää sitten ferromagnetisuutensa.
Nikkelin ominaisuudet
Nikkelin ominaisuudet

Nikkelin magneettisiin ominaisuuksiin vaikuttavat tekijät

· Lejeerauskomponentit

Nikkelin magneettisiin ominaisuuksiin voi vaikuttaa suuresti muiden komponenttien sisällyttäminen. Joillakin nikkeliseoksilla, kuten Permalloy (rauta, nikkeli) ja Alnico (alumiini, nikkeli, koboltti), on tarkoitus osoittaa erityisiä magneettisia ominaisuuksia.

· Epäpuhtaudet

Pienet epäpuhtaudet, kuten kromi tai mangaani, voivat heikentää nikkelin magneettisia ominaisuuksia tai jopa poistaa ne kokonaan. Sen magneettisen käyttäytymisen intensiteetti ja luotettavuus riippuvat suuresti sen puhtaudesta.

· Jyvän koko

Aineen magneettisiin ominaisuuksiin voivat vaikuttaa sen nikkelirakeiden koko ja suunta. Suurempi ja luotettavampi magnetismi on yleensä seurausta pienemmistä ja tasaisemmista rakeista.

· Magneettikentät

Ulkoiset magneettikentät voivat vaikuttaa nikkelin magneettisiin ominaisuuksiin. Magnetisoituminen tapahtuu, kun nikkelin magnetismikentät ovat kohdakkain magneettikentän olemassaolossa. Tähän kohdistukseen vaikuttaa ulkoisen kentän suunta ja voimakkuus.

· Jännitys ja epätäydellisyydet

Nikkelin magnetismi voi vaarantua jännityksen, mekaanisen rasituksen tai nikkelin rakenteessa olevien virheiden vuoksi. Poikkeuksellisen magneettisen tehokkuuden saavuttamiseksi rakenne on pidettävä vapaana jännityksestä ja epätäydellisyyksistä.

· Lämpötila

Nikkeli muuttuu paramagneettiseksi ja menettää ferromagnetisuutensa Curie-lämpötilassa, joka on yli 358 °C (676 °F). Tämä osoittaa, että sen kyky säilyttää magnetismi on heikentynyt eikä se voi jatkaa ainutlaatuisen vetovoimansa osoittamista magneetteja kohtaan.

Olosuhteissa, joissa lämpötilavaihtelut ovat mukana, Curie-lämpötilan tunteminen on välttämätöntä.

· Lämpökäsittely ja valmistus

Nikkelin magneettisiin ominaisuuksiin vaikuttavat sen valmistuksessa ja lämpökäsittelyssä käytetyt menetelmät. Magneettinen vetovoima ja kiderakenne ovat muokattavissa hehkuttamalla muiden lämpökäsittelyjen ohella.

Käytetäänkö nikkeliä kestomagneeteissa?

Nikkeli on todellakin keskeinen elementti kestomagneeteissa, mutta se ei ole ainoa magneeteissa käytetty elementti.

Koska se ei ole tarpeeksi vahva itsessään, se yhdistyy koboltin ja raudan kanssa muodostaen magneetteja, jotka ovat voimakkaita, kuten neodyymi ja alnico. Pidä nikkeliä magneettisena edistäjänä, joka parantaa joukkueen voimaa ja johdonmukaisuutta.

Magneettisten ominaisuuksiensa vuoksi nikkelillä on merkitystä moniin käyttötarkoituksiin, kuten generaattoreihin, sähkömoottoreihin, magneettisiin antureihin ja lääketieteellisiin tarvikkeisiin.

Nikelin magneettisuus erilaisissa seoksissa

Alnico (alumiini, nikkeli, koboltti):

  • Alnico-seoksia käytetään usein magneeteissa, ja ne koostuvat nikkelistä, alumiinista ja koboltista.
  • Tehokas magnetointi edustaa yhtä ferromagneettisista ominaisuuksista, joihin nikkeli vaikuttaa.

Permalloy (rauta, nikkeli):

  • Seokset, kuten rauta ja nikkeli, ovat suosittuja, koska niillä on erinomainen magnetismin läpäisevyys.
  • Koska nikkeli parantaa magneettisia ominaisuuksia, Permalloyta käytetään yleisesti magneettisuojauksessa ja muuntajatoiminnassa.

Nikkelin ei-magneettinen luonne ja diamagneettiset ominaisuudet

Vaikka nikkeli on yleensä ferromagneettista, se voi myös olla diamagneettista. Se hylkii heikkoa magneettikenttää heikosti normaalilämpötilassa. Korkeissa lämpötiloissa tämä diamagneettinen vaikutus voimistuu ja vahvistaa sen pääasiassa ferromagneettisia ominaisuuksia.

Nikkelillä on todella ferromagneettisia ominaisuuksia, mikä osoittaa sen olevan magneettista. Sen merkitys monilla magnetismia tarvitsevilla teollisuudenaloilla on osoitus sen voimakkaasta vetovoimasta magneeteista ja seostuskyvystä, joka on esillä Alnicossa. Huomaa, että nikkelin magneettiset ominaisuudet vaihtelevat muuttujien, kuten lämpötilan, mukaan.

Voit nähdä monia tekijöitä, jotka vaikuttavat nikkelin magnetismin ominaisuuksiin. Suoraan sanottuna nikkelillä on olennainen rooli magnetismissa, koska se muodostaa metalliseoksen monissa magneeteissa.

Lisää resursseja:

Ferromagnetismi – Lähde: BRITANNICA

Onko kuparimagneetti – Lähde: HM

Nikkelimagnetismi – Lähde: UMD

Onko teräsmagneettinen - Lähde; HM

Magneettisten metallien opas – Lähde: ECLIPSE MAGNETICS

ALNICO MAGNETIT – Lähde: WIKIPEDIA

Päivitä evästeasetukset
Siirry alkuun