Reakce materiálu na působení magnetického pole

Magnetické pole může být vytvořeno v jakémkoli prostředí. Experimentálně však bylo ověřeno, že magne­tické pole určité intenzity vyvolá v různých prostředích odlišné účinky. Protože intenzita magnetického pole je nezávislá na prostředí, mění se v závislosti na magnetických vlastnostech prostředí magnetická indukce, což vyjadřuje vztah:

 

B = μ . H = μ0 . μr . H [T; Hm-1, Am-1; Hm-1, - , Am-1]

 

Rozdílné magnetické vlastnosti prostředí vyjadřuje zejména relativní (poměrná) permeabilita prostředí, podle jejíž hodnoty rozlišujeme materiály:

 

1. Diamagnetické (μr < 1) – vnější magnetické pole je tímto prostředím mírně zeslabováno. Mezi diamag­netické látky jsou zařazovány inertní plyny, bromid draselný, voda (μr = 0,999 991), kuchyňská sůl (μr = 0,999 9984), měď (μr = 0,999 990), bizmut (μr = 0,999 848), rtuť, zinek, olovo, stříbro, zlato, některé plasty, organické látky, supravodiče a další látky.

 

2. Paramagnetické (μr > 1) – jejich atomy mají ve valenční sféře elektronového obalu zpravidla méně než 4 elektrony a vnější magnetické pole je tímto prostředím mírně zesilováno. Do skupiny paramag­netických látek je řazen např. plynný kyslík (μr = 1,000 001 86), kapalný kyslík (μr = 1,003 620), hliník (μr = 1,000 023), platina (μr = 1,000 264), paládium, vanad, chrom, titan, ebonit, hořčík, sodík, draslík, vzduch, různé přechodné kovy, kovy vzácných zemin, aktinidy a jiné látky.

 

3. Feromagnetické (μr >> 1), řádově 100 ÷ 100 000) - jejich atomy mají částečně neobsazené některé vnitřní sféry elektronového obalu a současně splňují požadavek na určitý interval hodnot poměru mezi meziatomovou vzdáleností a poloměrem atomu. Vnější magnetické pole je tímto prostředím velmi zesi­lováno. Jsou to vlastně paramagnetické látky obsahující v pevném stavu skupiny atomů (tzv. domény ne­boli Weissovy oblasti o objemu 0,001 ÷ 1 mm3, které „oddělují“ od okolí tzv. Blochovy stěny o tlouštce 10-6 ÷ 10-8 mm), jejichž magnetické momenty jsou spontánně (tj. i bez působení vnějšího magnetického pole) shodně orientovány (tzv. nasycený stav). Výsledné magnetické momenty jednotlivých domén jsou však opět orientovány neuspořádaně („náhodně“) a navzájem se vykompenzovávají – materiál je nemagnetický. Vlivem vnějšího magnetického pole se natáčí magnetické momenty celých domén, což se projeví velkým zesílením magnetického pole a zpravidla i zmagnetováním těchto materiálů. Překro­číme-li při ohřívání určitou hodnotu teploty (tzv. Courieova teplota, např. pro železo 770°C), změní se feromagnetická látka v paramagnetickou a pokud je zmagnetována, dojde k jejímu odmagnetování. Mezi feromagnetické látky je řazeno železo, kobalt, nikl, gadolinium a jejich slitiny. Zvláštními druhy fero­magnetických materiálů jsou:

 

a) antiferomagnetické materiály - jednotlivé atomy mají stejně velké a opačně orientované magnetic ké momenty. Příkladem těchto látek je např. chrom a mangan.

 

b) ferimagnetické materiály – jednotlivé atomy mají nestejně velké a opačně orientované magnetické momenty (zvláštní případ antiferomagnetik). Příkladem těchto látek jsou zejména ferity, vyráběné práškovou technologií z oxidu železa Fe2O3 a sloučenin jiných kovů případně vzácných zemin (mangan, neodym, barium, stroncium, atd.). Kromě velké hodnoty poměrné permeability (μr = 102 ÷105) mají mnohem větší měrný elektriký odpor, než feromagnetické látky a používají se proto např. pro výrobu jader cívek vysokofrekvenčních obvodů.

 

ZPĚT          VPŘED