Jeśli zastanawiasz się, czy magnes może przyciągać aluminium, istnieje wiele różnych odpowiedzi, których możesz użyć, aby odpowiedzieć na to pytanie. Jednym z najlepszych sposobów, aby odpowiedzieć na to pytanie jest spojrzenie na naukę stojącą za koncepcją magnetyzmu. Jeśli jesteś zainteresowany dowiedzeniem się więcej o tym, jak magnesy przyciągają, sprawdź ten artykuł.
Definicja magnetyzmu w stalach nierdzewnych
Istnieje szereg stali nierdzewnych, które mogą być namagnesowane. Wytrzymałość magnetyczna każdej z nich może się różnić w zależności od pierwiastka stopowego dodanego do produktu końcowego.
Stale nierdzewne to stopy na bazie żelaza, które są wykorzystywane w różnych zastosowaniach. Są one szczególnie przydatne do stosowania w środowiskach korozyjnych. Są w stanie wytrzymać korozję, rdzę i zmatowienie. Można je również formować w różne gatunki. Jednak właściwości chemiczne tych metali czynią je wyjątkowymi.
Ferrytyczne stale nierdzewne są generalnie magnetyczne. Mają one małe regiony zwane domenami magnetycznymi. W niektórych przypadkach, materiał może pozostać namagnesowany w zewnętrznym polu magnetycznym. Ale kiedy metal jest ogrzewany, domeny magnetyczne stają się paramagnetyczne.
Austenityczne stale nierdzewne są zazwyczaj niemagnetyczne. Metale te zawierają chrom, azot i nikiel. Skład tych metali jest różny, przy czym wysokochromowe stale nierdzewne zachowują dobrą ciągliwość w niskich temperaturach. Mogą one być dalej charakteryzowane przez obecność pierwiastków ziem rzadkich.
Niektóre gatunki austenitycznych stali nierdzewnych mogą być częściowo lub całkowicie magnetyczne. Metale te mają zdolność do przenoszenia pola magnetycznego podczas obróbki na zimno.
Magnesy neodymowe są silniejsze niż magnesy ceramiczne
Magnesy neodymowe są jednymi z najsilniejszych dostępnych magnesów stałych. Są one pierwiastkiem ziem rzadkich, które zawierają żelazo, bor i neodym. Oprócz tego, że są niezwykle silne, oferują również wysoką koercję.
Siła magnesu jest mierzona przez jego „produkt energetyczny”. Produkt energetyczny magnesów neodymowych jest 18 razy silniejszy niż zwykłych magnesów. To sprawia, że magnesy neodymowe są lepszym wyborem dla niektórych zastosowań. Jednak magnesy neodymowe są droższe niż magnesy ceramiczne.
Magnesy neodymowe są często spotykane w dyskach twardych i telefonach komórkowych. Są one również stosowane w różnych urządzeniach medycznych i dentystycznych.
Najsilniejszym dostępnym w handlu magnesem jest magnes neodymowy. Magnesy te mogą przyciągać nawet 1000 razy większą masę własną. Są one dobrym wyborem dla małych rozmiarów. Mogą być również szlifowane do ciaśniejszych tolerancji za pomocą diamentowych narzędzi szlifierskich.
Magnesy neodymowe są bardzo silne i mogą być wykonane w wielu różnych kształtach i rozmiarach. Mogą być stosowane w aplikacjach, które wymagają silnych pól magnetycznych, a także są łatwe do namagnesowania. Dodatkowo są odporne na korozję.
Paramagnetyzm Pauliego
Paramagnetyzm to słabe przyciąganie, jakie materiały mają dla magnesu. Charakteryzuje się ono obecnością niesparowanych elektronów. Niesparowane elektrony mają magnetyczny moment dipolowy i przyciągają materiał tworząc pole magnetyczne. Jest to rodzaj magnetyzmu, a wszystkie pierwiastki mają jakąś formę magnetyzmu.
Paramagnetyzm materiałów z niesparowanymi elektronami nazywany jest paramagnetyzmem Pauliego. Jest to forma słabego magnetyzmu, która jest często badana w kontekście nadprzewodników.
Istnieją dwa główne typy paramagnetyzmu. Pierwszym z nich jest ferromagnetyzm, a drugim diamagnetyzm. Ferromagnetyzm jest silniejszą siłą magnetyczną niż diamagnetyzm. Oba zależą od liczby niesparowanych elektronów w atomie. W przeciwieństwie do ferromagnetyzmu, paramagnetyzm jest jednak słabą formą magnetyzmu.
Istnieje wiele materiałów, które wykazują paramagnetyzm. Jednym z przykładów jest tlen cząsteczkowy. Innym jest centrum F halogenków alkalicznych.
Paramagnetyzm jest ważnym tematem w dążeniu do opracowania nadprzewodników. Zjawisko to występuje, gdy liczba elektronów swobodnych w klastrze metalu wynosi 102-103. Kiedy te metale są wystawione na działanie zewnętrznego pola magnetycznego, zaczynają tworzyć wokół siebie pole magnetyczne. Powraca to do zwykłego paramagnetyzmu, gdy zostaną usunięte z pola.
Wpływ zmiany pola magnetycznego na czułość czujnika Halla
Czujniki pola magnetycznego Halla są szeroko stosowane w przemysłowych systemach sterowania. Czułość urządzeń Halla zależy od dwóch czynników. Pierwszym z nich jest głębokość obszaru czynnego, a drugim koncentracja nośników w studzience N.
Czułość przyrządów Halla można poprawić poprzez minimalizację napięcia histerezy, co można osiągnąć poprzez zmianę napięcia progowego. Jednak zbyt niskie napięcie progowe może zahamować zdolność przeciwzakłóceniową komparatora histerezowego.
Istnieje kilka metod redukcji szumów, w tym skorelowane podwójne próbkowanie (CDS), auto-zero (AZ) i stabilizacja choppera (CHS). Techniki te są stosowane do różnych typów urządzeń Halla. Dodatkowo, w celu redukcji szumu 1/f stosuje się również dynamiczne anulowanie offsetów.
Czułość czujnika planarnego zależy od głębokości obszaru aktywnego i geometrii kontaktu. Czułość rośnie wraz z prądem bias. Jest ona mierzona poprzez połączenie elektrod czujnika z uziemionym podłożem.
Czułość urządzenia Halla CMOS jest w dużym stopniu uzależniona od temperatury, naprężeń wywołanych przez pakiet oraz zmienności procesu. Dlatego też zaproponowano nowatorski kondycjoner sygnału w celu poprawy wydajności czujnika.