7.6. Vật liệu từ cứng và từ mềm

Trong lĩnh vực ứng dụng thực tế người ta phân biệt vật liệu từ ra thành vật liệu từ cứng và vật liệu từ mềm. Đó chủ yếu là các chất sắt từ và ferit mà chúng khác biệt nhau ở khả năng tồn giữ từ tính sau khi được từ hóa. Để đặc trưng tính chất của hai loại vật liệu này người ta thường dùng đường cong từ trễ (hình 15.25).

Vật liệu từ cứng có độ từ dư Bd khá cao và hầu như còn nguyên vện sau khi ngắt từ trường từ hóa, muốn làm triệt tiêu nó người ta phải từ hóa vật theo chiều ngược lại với một từ trường khử Hk khá lớn, thậm chí rất lớn (tới hàng trăm kA/m). Do đó còn gọi vật liệu này là nam châm vĩnh cửu. Đồng thời vật liệu từ cứng còn được đặc trưng bằng tích số năng lượng cực đại (BH)max cao (biểu thị năng lực làm việc của nam châm), dị hướng từ lớn, … Trái lại để từ hóa vật liệu từ mềm chỉ cần một từ trường ngoài nhỏ và sau khi ngắt từ trường từ hóa thì độ từ dư của chúng hầu như biến mất hoặc chỉ còn rất nhỏ, rất dễ dàng khử mất no bằng một trường khử từ rất bé (cỡ vài trăm A/m). Bù lại vật liệu từ mềm có độ từ thẩm ban đầu rất cao (có thể tới vài trăm nghìn đơn vị) nên chúng được sử dụng phổ biến làm lõi các cuộn dây cảm ứng. Ngoài ra hai loại vật liệu này còn những tính chất riêng biệt khác. Dưới đây điểm qua một số vật liệu từ cứng, từ mềm thông dụng nhất cùng với đặc tính và phạm vi ứng dụng chúng.

1. Vật liệu từ cứng (nam châm vĩnh cửu)

Bảng 15.4 nêu lên những tính chất từ chủ yếu của một số loại nam châm vĩnh cửu phổ biến.

Ngoài ra còn nhiều loại nam châm với các tính chất khác nhau nữa. Tùy theo nhu cầu sử dụng mà người ta chế tạo các loại nam châm khác nhau. Những lĩnh vực ứng dụng chủ yếu của các nam châm là làm loa điện, môtơ điện, các thiệt bị đo điện, …

Trong vài năm gần đây phạm vi ứng dụng nam châm vĩnh cửu mở rộng rất nhiều, đặc biệt trong các ngành điện, điện tử, giao thông vận tải, y sinh học. Các mặt phẳng đáy chạy bằng sức gió, sức nước dùng động cơ nam châm vĩnh cửu, góp phẩn bổ sung nguồn năng lượng thiếu hụt và ngày càng đắt đỏ trên Trái đất, các môtơ một chiều cho xe đạp, xe máy, ô tô chạy điện giảm ô nhiễm môi trường. Các viên từ chữa đau đầu, đau khớp, huyết áp cao, … được sử dụng ngày một phổ biến. Đặc biệt các hạt bột từ cỡ nano mét trong chất lỏng từ để tải thuốc tới chữa trị các khối u đang quan tâm nghiên cứu. Chính vì những ứng dụng hết sức phong phú, đa dạng mà sản lượng nam châm cũng không ngừng được phát triển.

Nhận Dạy Kèm Vật Lý Đại Cương Online qua ứng dụng Zoom, Google Meet,...

2. Vật liệu từ mềm

Đặc tính chủ yếu của loại vật liệu này là có cường độ trường khử từ rất nhỏ, cảm ứng từ dư lớn, độ từ thẩm ban đầu rất cao, có thể lên tới hằng trăm đơn vị, độ tổn hao từ trễ thấp, thích hợp để làm lõi các cuộn dây cảm ứng, lõi biến thế, lõi nam châm điện, … Các vật liệu ferit có điện trở suất lớn (tới  \( {{10}^{6}}\text{ }\Omega cm  \)) được sử dụng rất hiệu quả trong lĩnh vực cao tần. Nhiều loại vật liệu có tính từ giảo được sử dụng làm thiết bị siêu âm. Các sản phẩm đầu từ, băng từ, đĩa từ dùng trong lĩnh vực nghe nhìn, ghi âm ghi hình, tin học, … chiếm sản lượng khổng lồ vật liệu từ. Các bộ linh kiện ghi nhớ áp dụng hiệu ứng từ trở có giá trị lên đến 40 tỷ USD vào những năm cuối thế kỉ 20. Gần đây người ta tìm ra vật liệu có từ trở khổng lồ hứa hẹn những ứng dụng rất hiệu quả trong các linh kiện tổng hợp đa lớp, các bộ cảm biến, …

Các vật liệu từ mềm chủ yếu là sắt tinh khiết, sắt kỹ thuật điện, thép ít carbon, hợp kim FeSi, FeNi, FeAl, FeCO, FeNiMo, FeBSi, …, các loại ferit MnZn, NiZn, MnMg, … Các tính chất cơ bản của một vài trong số các vật liệu này được nêu ở bảng 15.5.


error: Content is protected !!
MENU
Trang Chủ