zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Bài tập Cơ sở khoa học vật liệu: Tính chất từ của vật liệu - ThS. Nguyễn Ngọc Trí Huỳnh

Chia sẻ: Thiên Lăng Sở | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:22

Báo xấu

24
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài tập Cơ sở khoa học vật liệu: Tính chất từ của vật liệu - ThS. Nguyễn Ngọc Trí Huỳnh cung cấp cho học viên những kiến thức về tính chất từ của vật liệu, từ trường ở trạng thái bão hòa, vật liệu cần có độ từ thẩm tương đối đạt tối thiểu,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài tập Cơ sở khoa học vật liệu: Tính chất từ của vật liệu - ThS. Nguyễn Ngọc Trí Huỳnh

CƠ SỞ KHOA HỌC VẬT LIỆU ThS. Nguyễn Ngọc Trí Huỳnh 5/2016
TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU
TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU • Một dây dẫn thẳng dài có bán kính R = 1,5mm. • Dòng điện qua dây có giá trị không đổi i = 32A. • Tính từ trường ở bề mặt dây. • Tính từ trường ở vị trí cách dây 1,2mm.
TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU • Từ trường ở bề mặt sợi dây:  0i B r 2R 2 B  4  10 7   32  4, 27  10 3 T  4, 27mT 2 1,5 10  3 • Từ trường ở vị trí r = 1,2mm:  0i B r 2R 2 B  4  10 7   32  1, 2  10 3   3, 41  10 3 T  3, 41mT 2 1,5 103  2
TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU • Tính lực trên một đơn vị diện tích (kN/m2) của một nam châm vĩnh cữu. • Biết độ từ hóa bão hòa μ0M = 1,61T. • Biết độ từ thẩm trong chân không μ0 = 4πx10-7H/m.
TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU • Lực từ: 0 M 2 A F 2 Trong đó: • F: lực từ (N). • μ0: độ từ thẩm trong chân không (H/m). • M: độ từ hóa (tổng momen từ trên một đơn vị thể tích), là đại lượng vector (A/m). • A: tiết diện (m2). M  lim  m V 0 V
TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU • Lực từ do nam châm vĩnh cữu tạo ra: 0 M 2 A F 2 • Ta có thể viết lại phương trình trên: 0 M 2 A F 2  0 M  2 A F 2 0 F  0 M  2 1, 612     1031, 4kN/m 2 A 2 0 2   4107 
TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU • Tính tổng momen từ trên một đơn vị thể tích của vật liệu magnetite. • Tính mật độ dòng bão hòa.
TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU Magneton Bohr (μB): đơn vị của momen từ. e B  2m e Trong đó: • e: điện tích nguyên tố • ћ: hằng số Planck rút gọn • me: khối lượng nghỉ của electron 24 1 B  9, 274 10 J / T  Am 2
TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU Lỗ trống 8,37Å Từ trường bát diện Fe3+ Fe2+ Fe3+ Lỗ trống O2- Fe2+ (4 magneton Bohr) tứ diện Fe2+ Fe3+ (5 magneton Bohr) Fe3+ Cấu trúc magnetite Fe3O4.
TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU • Tổng momen từ từ mỗi Fe2+ là 4 magneton Bohr. • Các momen từ từ 2 Fe3+ tại các vị trí tứ diện và bát diện triệt tiêu nhau. • Một ô tổng gồm 8 ô con. Do đó, tổng momen từ là 32 magneton Bohr/ô. • Thể tích ô cơ sở: V  a   8,37 10 3  8 3  5,86 1022 cm3 • Số momen từ/đơn vị thể tích: 32magneton / oâ  5, 46  10 22 magneton / cm 3 5,86 1022 cm 3 / oâ
TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU 32magneton / oâ  5, 46  10 22 magneton / cm 3 5,86 1022 cm 3 / oâ   5, 46 1022 magneton / cm3  9, 274 1024 Am 2 / magneton   0,51Am 2 / cm 2  5,1105 A / m • Từ trường ở trạng thái bão hòa: Bsat   0 M sat   4107  5,1105   0, 64T
TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU • Chế tạo một cuộn solenoid có độ từ cảm 2000 gauss. • Dòng điện 10mA đi qua cuộn dây. • Cuộn dây dài 1cm được quấn thành 10 vòng. • Chọn lựa vật liệu thích hợp dựa vào độ từ thẩm tương đối.
TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU • Cường độ từ trường tạo bởi cuộn dây: nI 10  10 103  H  2  10A / m l 10 10 • Độ từ thẩm: B 2000    15873gauss / oersted H 0,126 • Vật liệu cần có độ từ thẩm tương đối đạt tối thiểu:  15873 r    15873 0 1
TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU • Đặt một chất thuận từ mà nguyên tử của nó có lưỡng cực từ nội tại bằng 1x10-23J/T trong một từ trường 0,5T. • Xác định nhiệt độ mà tại đó động năng tịnh tiến trung bình của nguyên tử khí đó bằng năng lượng cần thiết để đổi chiều lưỡng cực trong từ trường này.
TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU • Năng lượng của lưỡng cực từ µ trong từ trường B: W  µB • Đổi chiều của lưỡng cực từ, năng lượng khi đó bằng: W '  µB • Năng lượng cần để đổi chiều lưỡng cực: W  W  W '  B   B   2B • Động năng tịnh tiến trung bình của một nguyên tử: 3 U  kT 2
TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU • Động năng tịnh tiến trung bình bằng năng lượng cần thiết để đổi chiều lưỡng cực. • Suy ra: ∆W = U 3  2B  kT 2 T 4B   4  10 23   0,5  0, 483K 3k 3  1,38 10  23
TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU HIỆU ỨNG SẮT TỪ
TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU • Sắt và một số nguyên tố khác hay hợp kim của các nguyên tố này tồn tại một tương tác đặc biệt gọi là liên kết trao đổi. • Liên kết này đóng vai trò sắp xếp các lưỡng cực của nguyên tử song song vững chắc, bất chấp xu hướng hỗn loạn của chuyển động nhiệt. • Hiện tượng này gọi là hiệu ứng sắt từ. • Đây là hiệu ứng lượng tử, không thể giải thích bằng vật lý cổ điển.
TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU • Nếu nhiệt độ một vật liệu sắt từ vượt quá một giá trị nào đó gọi là nhiệt độ Curie, liên kết trao đổi mất hiệu lực. • Ví dụ: sắt có nhiệt độ Curie bằng 1043K (770oC). • Đa số vật liệu khi đó trở thành chất thuận từ.

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.