آیا کبالت مغناطیسی است - در اینجا حقایقی در مورد مغناطیس کبالت وجود دارد

بله، کبالت (Co) یک است مواد مغناطیسی. این یکی از مواد فرومغناطیسی طبیعی است. سایر فلزات فرومغناطیسی عبارتند از: نیکل (Ni)، آهن (Fe)، گادولینیم (Gd)، دیسپروزیم (Dy) و تربیوم (Tb)

اما چه چیزی در مورد مغناطیس کبالت یا خواص آن منحصر به فرد است؟

این دقیقاً همان چیزی است که ما در این راهنما روی آن تمرکز خواهیم کرد.

کبالت یک ماده مغناطیسی طبیعی است

کبالت
کبالت

وقتی مواد فرومغناطیسی را در معرض هر میدان مغناطیسی قرار می دهید به دلیل رفتار منحصر به فرد خود شناخته می شوند. به عبارت دیگر، فرومغناطیس با موارد زیر مشخص می شود:

  • نفوذپذیری مغناطیسی
  • قابلیت تبدیل شدن به آهنربای دائمی
  • جذب زیاد به آهنربا
  • القای مغناطیس آسان است

کبالت یک ماده فرومغناطیسی طبیعی است. بنابراین، به طور طبیعی یک ماده مغناطیسی است.

در کبالت، دوقطبی های اتمی وجود دارد که در یک راستا قرار دارند. بنابراین، حتی در غیاب هیچ میدان مغناطیسی، حوزه های کبالت یک گشتاور مغناطیسی خالص را تجربه می کنند.

 

با این حال، شایان ذکر است که حتی در کبالت، گشتاور مغناطیسی در حوزه‌های همسایه می‌تواند در جهت‌های مختلف باشد. این می تواند منجر به لغو گشتاور مغناطیسی کل شود. با این حال، تنها با اعمال یک میدان مغناطیسی کوچک، آنها به راحتی جهت گیری می کنند تا آهنرباهای دائمی تشکیل دهند.

علاوه بر این، پدیده فوق به دلیل آرایش منحصر به فرد الکترون ها در کبالت است. در اوربیتال d کبالت، سه الکترون جفت نشده وجود دارد. این الکترون های جفت نشده هستند که به خاصیت مغناطیسی کبالت کمک می کنند.

ساختار کبالت در مقابل مغناطیس

کبالت
کبالت

به طور طبیعی، کبالت در دو ساختار کریستالوگرافی اصلی وجود دارد. یعنی:

  • ساختار مکعبی وجهی محور (FCC).
  • ساختار بسته بسته شش ضلعی (HCP).

این ساختارها در کنار پیکربندی الکترونی به مغناطیس کبالت کمک می کنند. کبالت حتی در شکل خالص خود دارای گشتاور مغناطیسی قوی است. با این تراز منحصر به فرد، مواد کبالت فرومغناطیس را تجربه می کنند.

احتمالاً ممکن است از خود بپرسید فرومغناطیس چیست. خوب، در اینجا برخی از خواص کلی وجود دارد که باید از خواص مغناطیسی کبالت و سایر مواد فرومغناطیسی انتظار داشته باشید:

  • گشتاورهای دوقطبی دائمی در حوزه ها
  • میدان مغناطیسی خارجی جهت دوقطبی های اتمی را تعیین می کند
  • درجه مغناطیسی زیاد است و با میدان مغناطیسی رابطه مستقیم دارد
  • حساسیت مغناطیسی بزرگ
  • چگالی شار مغناطیسی بزرگ و نفوذپذیری نسبی
  • به شدت توسط میدان مغناطیسی جذب می شود
  • خاصیت مغناطیسی آنها به دما بستگی دارد. در دماهای بالاتر از نقطه کوری، مواد فرومغناطیسی به پارامغناطیس تبدیل می شوند.

خواص مغناطیسی کبالت

از آنجایی که مغناطیس کبالت به طور طبیعی رخ می دهد، ویژگی های خاصی قابل توجه است.

  • نفوذپذیری مغناطیسی بالا - یعنی حوزه های مغناطیسی کبالت به راحتی با میدان مغناطیسی موجود هماهنگ می شوند.
  • با کبالت، می توانید به یک میدان مغناطیسی قوی دست یابید که آن را به گزینه ای عالی برای اکثر کاربردهای تولید آهنربا تبدیل می کند.
  • کبالت دمای پخت بسیار بالایی از خود نشان می دهد. دمای آن 1,121 درجه سانتیگراد یا 2,050 درجه فارنهایت تخمین زده می شود. به یاد داشته باشید، این دمایی است که بیش از آن یک ماده تمام خواص مغناطیسی خود را از دست می دهد. بنابراین، می توانید کبالت را برای کاربردهای با دمای بالا انتخاب کنید.
  • کبالت به دلیل انقباض مغناطیسی معروف است. یعنی کبالت دارای یکی از بالاترین ضرایب مغناطیسی در شکل خالص خود است. در حالت ایده آل، این توانایی یک ماده برای تغییر ابعاد یا شکل در طول مغناطیسی است.

خواص مغناطیسی آلیاژهای کبالت

به عنوان یک ماده فرومغناطیسی، می توانید از کبالت برای بهبود خواص مغناطیسی مواد غیر مغناطیسی استفاده کنید. علاوه بر این، آلیاژ کبالت خواص خاصی را بهبود می بخشد که ممکن است آن را در بسیاری از کاربردها کاربردی کند.

به یاد داشته باشید، امروزه آلیاژهای کبالت مغناطیسی زیادی وجود دارند که نقش مهمی در بسیاری از کاربردها دارند. بیایید برخی از گزینه های رایج را بررسی کنیم:

آلیاژ کبالتپروژه های ما
کبالت کروم·         استحکام ویژه بالا

·         سازگاری زیستی بهبود یافته

·         بهبود خواص مغناطیسی نسبت به مواد کبالت خالص

·         کاربردهای رایج شامل ایمپلنت های ارتوپدی، توربین های گازی، ایمپلنت های دندانی، ام آر آی و غیره است.

کبالت-ساماریوم·         انرژی مغناطیسی بالا

·         نمونه هایی از کاربردها ژنراتورها و موتورهای الکتریکی هستند که به آهنرباهای دائمی قوی نیاز دارند.

 

البته آلیاژهای بر پایه کبالت زیادی وجود دارد. شما می توانید کبالت را با آهن، تنگستن، نیکل و غیره آلیاژ کنید. هر آلیاژ مبتنی بر کبالت خواص منحصر به فردی را در کنار خاصیت مغناطیسی بهتر ارائه می دهد.

آزمایش مغناطیس در کبالت

اگرچه مغناطیس کبالت به طور طبیعی وجود دارد، اما همیشه می توانید سطح مغناطیس را تعیین کنید. این یک جنبه حیاتی به ویژه در هنگام کار با آلیاژهای کبالت است.

به عنوان مثال، خواص مغناطیسی آهنرباهای Alnico و آهنرباهای کبالت ساماریوم به طور گسترده ای متفاوت است. امروزه روش های زیادی برای اندازه گیری خواص مغناطیسی کبالت وجود دارد. برخی از گزینه های محبوب عبارتند از:

  • مغناطیس سنج نمونه ارتعاشی (VSM) - می توانید گشتاور مغناطیسی و تا حدی اشباع مغناطیسی یا حتی اجبار را تعیین کنید.
  • دستگاه تداخل کوانتومی ابررسانا - می توانید خواص مغناطیسی کبالت را بررسی کنید.

نحوه مقایسه کبالت با سایر مواد فرومغناطیسی

اگرچه مواد فرومغناطیسی زیادی وجود دارد، بیایید کبالت را با برخی از محبوب ترین مواد - آهن و نیکل مقایسه کنیم. در بیشتر موارد، نیکل و آهن را به عنوان یک عنصر آلیاژی در بیشتر مواد مغناطیسی خواهید یافت.

مواد فرومغناطیسیمقایسه مواد فرومغناطیسی با کبالت
آهن (آهن)·         به طور طبیعی مغناطیسی است

·         آهن دمای کوری کمتری نسبت به کبالت دارد

·         کبالت خواص مغناطیسی بهتری نسبت به آهن دارد. بنابراین کبالت برای حرکات مکانیکی بهتر و دقیق‌تر شناخته شده است.

نیکل (نیکل)·         کبالت دمای کوری بالاتری نسبت به نیکل دارد

·         نیکل مقاومت بالاتری نسبت به کبالت در برابر خوردگی دارد.

 

کاربردهای کبالت

خواص مغناطیسی کبالت در بسیاری از کاربردها از جمله:

آهنرباهای آلنیکو
آهنرباهای آلنیکو

آلیاژهای کبالت برای ساخت محرک یا سنسور استفاده می شود

کبالت به دلیل خاصیت مغناطیسی به طور گسترده برای ساخت حسگرها و محرک ها استفاده می شود. ویژگی‌های خاصی مانند مغناطیس انقباض کبالت را برای کاربردهایی که نیاز به حرکت مکانیکی دقیق دارند، به گزینه‌ای عالی تبدیل می‌کند.

همانطور که کبالت را مغناطیسی می کنید، شکل یا ابعاد آن کمی تغییر می کند. در نتیجه، برای کاربردهایی که نیاز به گشتاورهای مکانیکی دقیق دارند، یک انتخاب عالی است.

راه حل های ذخیره سازی داده ها

می توانید آلیاژ مبتنی بر کبالت را مغناطیسی کنید تا اطلاعات را به شکل میدان های مغناطیسی ذخیره کنید. معمولاً ذخیره سازی داده ها به صورت دانه های مغناطیسی است. با یک هارد دیسک مبتنی بر کبالت یا سایر رسانه های ذخیره سازی، می توانید به راحتی اطلاعات را از سیستم های خود ذخیره و بازیابی کنید.

تولید آهنربا

به عنوان یک ماده فرومغناطیسی، کبالت به طور گسترده ای برای ساخت آهنرباهای دائمی استفاده می شود. به عنوان مثال، آهنرباهای Alnico عمدتاً از آلیاژهای زیر ساخته می شوند:

  • آلومینیوم (آل)
  • نیکل (نیکل)
  • کبالت (شرکت)

علاوه بر این، ما آهنرباهای کبالت ساماریوم (آهنربای SmCo) داریم. جایی که داریم:

  • ساماریوم (Sm)
  • کبالت (Co)، عنصر اصلی در کنار سایر عناصر است.

بنابراین، نقش خواص مغناطیسی کبالت در فرآیند ساخت آهنربا کاملاً واضح است. به یاد داشته باشید که آهنرباها در ساخت موتورها، ژنراتورها، جداکننده ها، تجهیزات بالابر و غیره مهم هستند.

تجهیزات دیگر

بسیاری از ماشین ها به آهنرباهای قوی ساخته شده از کبالت وابسته هستند. یک مثال خوب تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) است که از آهنرباهای ساخته شده از آلیاژهای کبالت استفاده می کند. علاوه بر این، کبالت نه تنها به دلیل خواص مغناطیسی آن، بلکه به دلیل دمای بالای کوری نیز یک انتخاب محبوب است.

به طور خلاصه، خواص مغناطیسی کبالت نقش مهمی در صنایع امروزی دارد. از صنایع برق، پزشکی و خودرو گرفته تا صنایع اندازه گیری.

منابع بیشتر:

مواد فرومغناطیسی – منبع: SCIENCE DIRECT

آهن مغناطیسی است – منبع: HM

کبالت – منبع: BRITANNICA

نیکل مغناطیسی است – منبع: HM

تنظیمات برگزیده کوکی ها را به روز کنید
رفته به بالا