فلزات مغناطیسی و غیر مغناطیسی-: تفاوت‌های کلیدی

اگر تا به حال فکر کرده اید که چرا آهنربا به تیر فولادی می چسبد اما قوطی نوشابه نمی چسبد، به خود فلز می رسد. فلزات مغناطیسی مانند آهن، نیکل و کبالت دارای الکترون هایی هستند که در یک ردیف قرار می گیرند و کشش مغناطیسی را نگه می دارند، بنابراین آهنرباها آنها را محکم می گیرند. فلزات غیر مغناطیسی مانند آلومینیوم، مس و طلا این تراز را ندارند، بنابراین آهنرباها به سختی به آنها واکنش نشان می دهند. حتی فولاد ضد زنگ یک پاسخ ساده نیست. برخی از گریدها مغناطیسی هستند، برخی دیگر نیستند. دانستن اینکه کدام یک به شما کمک می کند متریال مناسب را برای پروژه بعدی خود انتخاب کنید.

چه چیزی یک فلز را مغناطیسی می کند یا نه؟

به آنچه در سطح اتمی در حال وقوع است برمی گردد. هر فلزی دارای "اسپین" های کوچک الکترونی است که مانند آهنرباهای مینیاتوری عمل می کند.

در فلزات مغناطیسی مانند آهن، نیکل و کبالت، این چرخش ها به طور طبیعی در یک جهت قرار می گیرند و یک کشش ترکیبی قوی ایجاد می کنند. در فلزات غیر مغناطیسی، مانند آلومینیوم یا مس، این چرخش‌ها به هر جهت هستند و یکدیگر را خنثی می‌کنند.

بنابراین وقتی یک آهنربا را در نزدیکی فولاد نگه می‌دارید و فوراً روی آن قرار می‌گیرد، میلیون‌ها چرخش هم‌تراز را می‌بینید که با هم کار می‌کنند. در نزدیکی قوطی نوشابه، هیچ اتفاقی نمی‌افتد، زیرا ساختار فلز به این شکل سیم‌کشی نشده است.

فلزات مغناطیسی در مقابل غیر مغناطیسی-: جدول مقایسه

می‌توانید به سرعت تفاوت‌های کلیدی بین فلزات مغناطیسی و غیر مغناطیسی را با نگاه کردن به پاسخ مغناطیسی، مواد رایج و کاربردهای معمولی آنها مقایسه کنید.

فلزات مغناطیسی رایج

چندین فلز و آلیاژ رفتار مغناطیسی قابل توجهی از خود نشان می دهند، اما استحکام و کاربرد عملی آنها بسته به ترکیب و ساختار می تواند متفاوت باشد.

آهن

آهن به طور طبیعی مغناطیسی است و در واقع به همین دلیل است که خود زمین مانند یک آهنربای غول پیکر رفتار می کند، زیرا هسته آن سرشار از آهن است. آن را در میخ‌ها، ابزارها و ماشین‌آلات می‌بینید که همگی با هیچ تلاشی به سمت آهنربا کشیده شده‌اند.

کبالt

کبالت حتی زمانی که همه چیز گرم می شود خاصیت مغناطیسی خود را حفظ می کند، به همین دلیل است که آن را در موتورهای جت و موتورهای صنعتی خواهید یافت. همچنین یک عنصر کلیدی در برخی از قوی ترین آهنرباهای دائمی امروزی است.

نیکل

نیکل کشش ملایم تری نسبت به آهن یا کبالت دارد، بنابراین معمولاً به جای استفاده به تنهایی با آنها جفت می شود. شما آن را در سکه ها، باتری ها و آبکاری براق ابزارها و اتصالات متوجه خواهید شد.

کربن و فولاد آلیاژی

فولاد مغناطیس خود را از آهن مخلوط شده در آن می گیرد، بنابراین اکثر بدنه ها، تیرها و وسایل ماشین بدون هیچ گونه عملیات خاصی به آهنربا می چسبند. با این حال، به اندازه کافی فلزات دیگر اضافه کنید، و این کشش می تواند ناپدید شود.

آلیاژهای خاکی کمیاب-

آلیاژهایی مانندآهنرباهای نئودیمیوموآهنرباهای کبالت ساماریومقوی ترین آهنرباهایی هستند که امروزه می توانید بخرید و کشش بسیار بیشتری نسبت به آهن در یک قطعه کوچک دارند. به همین دلیل است که آنها در داخل هدفون، تلفن و هارد دیسک شما قرار دارند.

فلز غیر مغناطیسی معمولی

بسیاری از فلزات معمولی جذابیت چندانی نسبت به آهنرباهای دائمی معمولی نشان نمی‌دهند یا اصلاً جذابیت قابل توجهی ندارند، و آنها را در مواردی که تداخل مغناطیسی کم، رسانایی، مقاومت در برابر خوردگی یا طراحی سبک وزن مهم است، مفید می‌سازد.

آلومینیوم

آلومینیوم به سختی به آهنربا واکنش نشان می دهد، به همین دلیل است که فلز انتخابی برای قوطی ها، فویل ها و هواپیماها است، جایی که وزن بیشتر از آهنربا اهمیت دارد.

مس

مس به آهنربا نمی چسبد، اما به اندازه کافی سریع روی یک لوله مسی موج می زند، و در واقع به لطف جریان های الکتریکی که در داخل فلز ایجاد می کند، سرعت آن کاهش می یابد.

طلا

طلا به شکل خالص خود-غیر مغناطیسی نیست، این یکی از دلایلی است که برای جواهرات و لوازم الکترونیکی که باید در نزدیکی آهنرباها در تماس باشند، قابل اعتماد هستند.

نقره ای

نقره در اطراف آهنرباها بسیار شبیه طلا عمل می کند و کاملاً بی پیرایه می ماند، به همین دلیل است که آن را در جواهرات زیبا و تماس های{0}}الکتریکی بالا پیدا خواهید کرد.

تیتانیوم

تیتانیوم به اندازه کافی برای ایمپلنت های پزشکی و موتورهای جت قوی است، با این حال تقریباً هیچ واکنشی به آهنربا ندارد، که آن را در نزدیکی دستگاه های MRI ایمن نگه می دارد.

برنج

برنج، ترکیبی از مس و روی، ماهیت غیر مغناطیسی مس را به ارث می‌برد و آن را برای دستگیره‌های در، یراق آلات و آلات موسیقی مناسب-می‌کند.

سرب

سرب نیز نزدیک آهنربا تکان نمی‌خورد، اما چگالی آن آن را به ماده‌ای تبدیل می‌کند که در محافظ تشعشع و عایق صدا پیدا خواهید کرد.

آیا فولاد ضد زنگ مغناطیسی است؟

فولاد ضد زنگ بسته به ساختار کریستالی، ترکیب آلیاژ و روش پردازش می‌تواند مغناطیسی یا غیر مغناطیسی باشد.

فولاد ضد زنگ فریتی و مارتنزیتی

این گریدها که در بست‌ها، قطعات ماشین‌کاری شده و اجزای ساختاری رایج هستند، حاوی نیکل کمی هستند، بنابراین ساختار آنها به آهن‌ربای طبیعی آهن اجازه عبور می‌دهد، به این معنی که تجهیزات شما آنها را مانند فولاد معمولی، فقط با کشش کمی ضعیف‌تر، می‌برد.

فولاد ضد زنگ آستنیتیl

این درجه ای است که در پشت بیشتر مخازن{0}}غذا، لوله کشی و تجهیزات پردازش شیمیایی قرار دارد، جایی که محتوای نیکل بالاتر آن کشش مغناطیسی را خنثی می کند و اجازه می دهد مستقیماً از جداکننده های مغناطیسی و سیستم های بازرسی بدون شناسایی عبور کند.
 

چگونه می توان مغناطیسی بودن یک فلز را آزمایش کرد؟

می توانید با یک بررسی آهنربای سریع شروع کنید، سپس زمانی که ماده باید یک نیاز خاص را برآورده کند، از آزمایش دقیق تری استفاده کنید.

تست آهنربا دستی

یک آهنربای کوچک و تمیز را روی قسمت صافی از فلز قرار دهید. کشش قوی معمولاً به این معنی است که ماده حاوی فولاد مغناطیسی یا آلیاژ پایه آهن-است.

هیچ کشش آشکاری اغلب نشان دهنده آلومینیوم، مس، برنج یا برخی فولادهای ضد زنگ نیست. چندین نقطه را آزمایش کنید، به خصوص اگر سطح پوشش داده شده، رنگ شده یا نازک باشد.

تست نفوذپذیری

اگر به نتیجه واضح تری نیاز دارید، می توانید آزمایش نفوذپذیری را درخواست کنید. این به هنگام بررسی فولاد ضد زنگ یا انتخاب قطعات تجهیزات متاثر از مغناطیس کمک می کند. برخلاف چک آهنربایی ساده، پاسخ فلز به میدان مغناطیسی را اندازه گیری می کند و نتیجه قابل اطمینان تری به شما می دهد.

نحوه استفاده از فلزات مغناطیسی و غیر مغناطیسی-در صنعت

هنگامی که بدانید که آیا یک فلز به آهنربا پاسخ می دهد یا خیر، می توانید ببینید که چرا مواد مختلف برای مشاغل صنعتی بسیار متفاوت مناسب هستند.

موتورها، حسگرها و قطعات صنعتی

فولادهای مغناطیسی و آهنرباهای دائمی را در موتورها، حسگرها، ابزارهای بالابر و قطعات ماشین می بینید که حرکت کنترل شده یا نگه داشتن قدرت اهمیت دارد.

پردازش و بازیافت مواد غذایی

در خطوط غذا و کارخانه‌های بازیافت، آهن‌رباها به شما کمک می‌کنند ذرات آهن را از محصولات یا ضایعات مخلوط حذف کنید، در حالی که فلزات غیر مغناطیسی- از آن عبور می‌کنند.

بتن پیش ساخته و ساخت و ساز

برای بتن پیش‌ساخته و ساخت‌وساز، می‌توانید از آهن‌ربا برای قرار دادن قالب‌ها، ایمن‌سازی وسایل یا بازیابی فولاد استفاده کنید، در حالی که آلومینیوم گزینه‌های سبک وزن و غیر مغناطیسی را ارائه می‌کند.

فرآوری مواد معدنی و تولید مواد شیمیایی

در طول فرآوری مواد معدنی و شیمیایی، می توانید استفاده کنیدجداسازی مغناطیسیبرای حذف آلودگی آهن، محافظت از تجهیزات و تمیزتر نگه داشتن مواد.

توربین ها

در توربین‌های بادی، ممکن است در ژنراتورها، در کنار آلیاژهای غیر مغناطیسی که گرما، وزن یا خوردگی را کنترل می‌کنند، آهنرباهای دائمی قوی پیدا کنید.

الکترونیک و پزشکی

در تجهیزات الکترونیکی و پزشکی، به فلزات غیر مغناطیسی نزدیک دستگاه‌های حساس-نیاز دارید، در حالی که مواد مغناطیسی از بلندگوها، سیستم‌های تصویربرداری و کنترل‌های دقیق پشتیبانی می‌کنند.

چگونه راه حل مغناطیسی مناسب را برای برنامه خود انتخاب کنیدn

شما می توانید با نگاه کردن به آنچه در فرآیند خود نگه دارید، بردارید، جدا کنید یا کنترل کنید، راه حل مغناطیسی مناسب را انتخاب کنید.

هنگامی که یک آهنربای دائمی استاندارد مناسب است

یک آهنربای دائمی استاندارد زمانی که به نگهداشتن، قرار دادن، بستن، بلند کردن یا حس کردن ساده نیاز دارید، به خوبی کار می کند. شما می توانید شکل آهنربا، قدرت و پوشش را بر اساس فضای کار، دما و شرایط سطح انتخاب کنید.

زمانی که به جداکننده مغناطیسی نیاز است

هنگامی که ذرات آهن یا بقایای آهنی باید از پودرها، گرانول ها، مایعات یا مواد بازیافتی حذف شوند، به جداکننده مغناطیسی نیاز دارید. این به محافظت از تجهیزات پایین دست و بهبود پاکیزگی محصول کمک می کند.

هنگامی که جداسازی جریان گردابی یا فناوری دیگری مورد نیاز است

برای فلزات غیرآهنی مانند آلومینیوم، مس و برنج، آهنربای استاندارد کافی نیست. ممکن است نیاز داشته باشیدجداسازی جریان گردابییا روش دیگری که با هدف مادی و جداسازی مطابقت دارد.

نتیجه گیری

فلزات مغناطیسی و غیر{0}}مغناطیسی خواص متفاوتی دارند، بنابراین انتخاب صحیح به نحوه استفاده از مواد بستگی دارد. برای شناسایی رفتار مغناطیسی پایه می توانید با یک آزمایش آهنربای ساده شروع کنید، اما به یاد داشته باشید که برخی از فلزات، به ویژه فولاد ضد زنگ، بسته به درجه یا فرآوری آنها ممکن است واکنش متفاوتی نشان دهند. خواه به قدرت نگهدارنده، حذف فلز یا جداسازی مواد نیاز داشته باشید، درک این تفاوت به شما کمک می کند تا راه حلی را انتخاب کنید که متناسب با کاربرد شما باشد.