Kobaltas yra vienas iš tų metalų, apie kuriuos girdite baterijose, lydiniuose ir „didelio{0}}našumo“ dalyse. Taigi natūralu stebėtis: ar kobaltas yra magnetinis, ar jis tiesiog naudojamas aplink magnetus dėl kitų priežasčių?
Paprastai užduodate šį klausimą dėl praktinių priežasčių. Galbūt renkatės medžiagas varikliui, jutikliui ar aukštai{1}}šilumai. Galbūt radote kobalto lydinį ir norite sužinoti, ar jis prilips prie magneto. Arba jūs lyginate kobaltą su geležimi ir nikeliu ir bandote suprasti, ką iš tikrųjų reiškia „magnetinis“.
Paini dalis yra ta, kad magnetizmas nėra paprastas taip-arba-ne kiekvienai medžiagai ir visoms sąlygoms. Svarbu temperatūra. Legiravimo reikalai. Netgi metalo forma gali pakeisti tai, ką stebite.
Ar kobaltas yra magnetinis?
Taip, kobaltas yra magnetinis. Paprasčiau tariant, kobaltas yra feromagnetinis metalas kambario temperatūroje, o tai reiškia, kad jis gali būti stipriai pritrauktas magneto ir gali būti įmagnetintas pats.
Kobaltas elgiasi kaip geležis ir nikelis ta prasme, kad normaliomis sąlygomis yra natūraliai magnetinis. Vis dėlto jo magnetizmas gali pasikeisti, kai jį kaitinate arba legiruojate su kitais elementais.
Taigi, jei bandote kobalto gabalėlį ar kobalto{0}}pradų lydinį, jis dažnai „prilips“ prie magneto. Tiesiog atminkite: ne kiekvienas kobalto lydinys veikia vienodai, o temperatūra gali sumažinti arba pašalinti magnetinį poveikį.
Ką iš tikrųjų reiškia „magnetinis“.
Kai žmonės sako „magnetinis“, jie paprastai turi omenyje vieną paprastą dalyką: ar jis prilimpa prie magneto? Tačiau medžiagų moksle magnetizmas būna kelių skirtingų tipų, ir jie elgiasi ne taip.
Feromagnetinis
Tai yra stiprioji rūšis. Feromagnetines medžiagas stipriai traukia magnetas ir jos pačios gali tapti magnetais. Geležis, nikelis ir kobaltas normaliomis sąlygomis patenka į šią grupę.
Paramagnetinis
Tai silpna atrakcija. Paramagnetinė medžiaga šiek tiek traukiama link magnetinio lauko, bet jūs to nepastebėsite su šaldytuvo magnetu. Poveikis tikras, tik nedidelis ir išnyksta, kai lauko nebelieka.
Diamagnetinis
Tai yra silpnas atstūmimas. Diamagnetinės medžiagos šiek tiek stumia atgal į magnetinį lauką. Kasdieniame gyvenime to nepajusite, tačiau dėl to kai kurios medžiagos visiškai „nelimpa“.
Taigi, kai klausiate „ar kobaltas yra magnetinis“, iš tikrųjų klausiate, kuriai kategorijai jis tinka ir ar patrauklumas yra pakankamai stiprus, kad būtų svarbus jūsų dizainui.
Kodėl kobaltas yra magnetinis
Kobaltas yra magnetinis dėl to, kaip jo elektronai yra išdėstyti metalo viduje. Paprastais žodžiais tariant, kobaltas turi „mažyčius magnetinius momentus“ atominiame lygmenyje. Daugelyje medžiagų tie momentai rodo atsitiktines kryptis ir panaikina.
Kobalte jie linkę išsirikiuoti ta pačia kryptimi, kaip minia, atsisukusi į tą patį pusę. Kai tai atsitiks, metalas rodo stiprų magnetizmą, kurį galite išmatuoti ir pajusti magnetu.
Dėl šios priežasties kobaltas gali būti įmagnetintas. Jūs nesukuriate magnetizmo iš nieko. Padedate daugiau tų vidinių momentų susidėlioti ir išlikti lygiaverčiai, bent jau tol, kol karštis ar lydinys jas sutrikdys.
Kiek stiprus yra kobaltas, palyginti su geležimi ir nikeliu?
|
Metalas |
Magnetinis tipas (kambario temperatūra) |
Kaip tai „jaučiasi“ prieš magnetą |
Ar jis pats gali tapti nuolatiniu magnetu? |
Kam žmonės paprastai jį naudoja |
|
Geležis (Fe) |
Feromagnetinis |
Stiprus traukimas |
Nelabai stabilus vienas (dažniausiai reikia legiruoti) |
Gyslos, plienai, varikliai, konstrukcijos |
|
Kobaltas (Co) |
Feromagnetinis |
Stiprus traukimas (paprastuose bandymuose dažnai panašus į geležį) |
Kai kuriais atvejais stabilesnis nei gryna geležis |
Didelio{0}}našumo lydiniai, aukštos-temperatūrinės magnetinės medžiagos (pvz., SmCo magnetai) |
|
Nikelis (Ni) |
Feromagnetinis |
Pastebimas traukimas, dažniausiai silpnesnis nei geležies/kobalto |
Ribotas vienas |
Dengimas, lydiniai ir kai kurie magnetiniai komponentai |
Realiuose projektuose „tvirčiausias“ pasirinkimas mažiau priklauso nuo gryno metalo, o labiau nuo lydinio, terminio apdorojimo ir darbinės temperatūros. Štai kodėl kobaltas taip dažnai pasirodo magnetinėse medžiagose, sukurtose atšiauresnėms aplinkoms.
Kur kobaltas pasirodo tikruose magnetuose
Jūs retai naudojate gryną kobaltą kaip „magnetą“. Vietoj to, kobaltas atsiranda magnetinėse medžiagose ir magnetinėse dalyse, kai reikia stabilaus veikimo, ypač karštoje ar atšiaurioje aplinkoje.
Varikliai ir generatoriai
Kobalto{0}}magnetai naudojami kai kuriuose didelio našumo{1}}varikliuose, kur svarbu šiluma ir efektyvumas. Kobaltą dažniausiai matysite per SmCo (samarium cobalt) magnetus kompaktiškuose varikliuose ir tam tikrose pramoninėse pavarose, kurios veikia karštai.
Jutikliai ir matavimo prietaisai
Kobaltas atsiranda magnetiniuose jutikliuose, kodavimo įrenginiuose ir padėties nustatymo sistemose, nes jis gali padėti užtikrinti stabilų magnetinį elgesį laikui bėgant. Šiose sąrankose nuoseklumas yra svarbesnis nei neapdorota traukimo jėga.
Orlaiviai ir aukštos{0}}temperatūros sistemos
Tai viena iš labiausiai paplitusių „kobalto magnetų“ istorijų. SmCo magnetai pasirinkti aviacijos, gynybos ir aukštos temperatūros įrangai, nes jie atlaiko, kai temperatūra pakyla ir sąlygos yra sudėtingos.
Garsas ir instrumentai
Kobaltas taip pat yra AlNiCo (aliuminio-nikelio-kobalto) magnetų, plačiai žinomų gitarų pikapuose ir kai kuriuose garsiakalbiuose, dalis. Tikslas yra specifinis magnetinis atsakas ir ilgalaikis stabilumas,{1}}ne tik didžiausias stiprumas.
Veiksniai, turintys įtakos kobalto magnetizmui
Kobaltas yra magnetinis, tačiau tai, ką stebite, gali labai pasikeisti priklausomai nuo sąlygų. Jei kada nors išbandėte kobalto lydinį ir nesate tikri, štai kodėl. Metalo magnetizmas nėra „užrakintas“ viename lygyje amžinai.
Curie temperatūra (temperatūros efektas)
Šiluma yra didžiausias jungiklis. Kylant temperatūrai vidinė magnetinė tvarka pradeda irti. Metalas vis tiek gali pritraukti magnetą, tačiau trauka gali susilpnėti. Kai kobaltas pasiekia Curie temperatūrą, jis nebeveikia kaip feromagnetinė medžiaga ir neišlaikys tokio stipraus, „prilipti-prie-magneto“{5}}reakcijos.
Realiame gyvenime tai svarbu, jei jūsų dalis veikia su karštais{0}}varikliais, generatoriais, didelės spartos{1}} įrankiais ar bet kuo šalia šildytuvų. Medžiaga, kurios pagrindą sudaro kobaltas{3}}, jūsų stende gali atrodyti magnetiškai, tačiau eksploatuojant ji elgsis kitaip.
Legiravimas ir grynumas
Dauguma kobalto, kurį liečiate, nėra grynas kobaltas. Tai lydinys. Tai, su kuo jis sumaišytas, gali palaikyti magnetizmą arba jį sumažinti.
Paprasta taisyklė:
Kai kurie legiravimo elementai sutrikdo magnetinį išlygiavimą ir sumažina magnetinį stiprumą.
Kiti pasirenkami siekiant pagerinti aukštos{0}}temperatūros stabilumą arba ilgalaikį{1}} veikimą.
Grynumas taip pat turi įtakos konsistencijai. Du „kobalto“ mėginiai po magnetu gali jaustis skirtingai, nes skiriasi jų chemija, o ne todėl, kad jūsų testas yra neteisingas.
Forma, grūdelių struktūra ir terminis apdorojimas
Magnetizmas nėra tik chemija. Ji taip pat struktūrizuota. Metalo formavimo ir apdorojimo būdas keičia magnetinių domenų formavimąsi ir judėjimą.
Pavyzdžiui, tai gali pakeisti tai, ką matuojate:
Grūdelių dydis ir vidinis įtempis (apdirbant arba formuojant)
terminio apdorojimo istorija (kuri gali "iš naujo nustatyti" struktūrą)
Dalies geometrija (plonos dalys gali atrodyti silpnesnės nei storos)
Taigi, jei renkatės kobalto{0}}pagrindo medžiagą magnetiniam naudojimui, nepasikliaukite vienu greitu magneto bandymu. Apsvarstykite temperatūrą, lydinio specifikaciją ir tai, kaip dalis pagaminta.
Saugos ir naudojimo pastabos
Kobaltas ir kobalto lydiniai naudojami rimtose pramoninėse dalyse, todėl protinga su jais elgtis laikantis pagrindinės parduotuvės drausmės. Dauguma problemų kyla ne prisilietus prie kieto kobalto gabalo. Jie atsiranda dėl dulkių, smulkių dalelių ir didelės{2}energijos apdirbimo.
Dulkės ir smulkios dalelės
Jei šlifuojate, šlifuojate arba pjaunate medžiagas, kuriose yra kobalto{0}}, galite susidaryti ore esančių dulkių. Negalima elgtis su juo kaip su nekenksmingomis metalo drožlėmis. Naudokite vietinį ištraukimą, dėvėkite tinkamą kaukę ir valykite taikydami metodus, kurie nepakeltų dulkių atgal į orą.
Apdirbimas ir kaitinimas
Mechaninis apdirbimas gali greitai generuoti šilumą. Šiluma ne tik pakeičia magnetizmo pojūtį; tai taip pat gali pakeisti paviršiaus būklę ir įrankių nusidėvėjimą. Kontroliuokite pjovimo sąlygas ir neperkaitinkite dalies, jei svarbus galutinis magnetinis elgesys.
Dangos ir paviršiaus apsauga
Daugelis kobalto{0}}pagrįstų dalių yra padengtos atsparumu korozijai arba apsaugai nuo nusidėvėjimo. Jei danga subraižoma arba nuimama, atšiaurioje aplinkoje dalis gali elgtis kitaip. Po apdirbimo ar montavimo apsaugokite atvirus paviršius ir laikykite dalis sausas.
DUK
Kl.: Kodėl kobaltas naudojamas kai kuriuose didelio našumo{0}}magnetuose?
A. Kadangi kobalto{0}}turinčios magnetų sistemos (pvz., SmCo) parenkamos siekiant stabilumo, ypač esant dideliam karščiui ar sudėtingoje aplinkoje, kur kiti magnetai greičiau praranda veikimą.
K: Ar kobaltas pavojingas mašinoms?
A: Kietas dalis paprastai galima gerai tvarkyti, tačiau apdirbant, šlifuojant ar šlifuojant gali susidaryti dulkių. Tada turėtumėte naudoti tinkamą ištraukimą ir AAP, kad neįkvėptumėte smulkių dalelių.
K: Ar kobaltas išlieka magnetinis esant aukštai temperatūrai?
A: Ne amžinai. Kylant temperatūrai, kobalto magnetizmas silpnėja. Virš Curie temperatūros jis nesielgs kaip feromagnetinė medžiaga.
Kl .: Ar kobaltas pats gali tapti nuolatiniu magnetu?
A: Kobaltas gali būti įmagnetintas, tačiau "nuolatinio magneto" veikimas paprastai gaunamas iš sukonstruotų magnetinių medžiagų, o ne iš gryno kobalto. Praktiškai kobaltas pasirodo magnetuose kaip sistemų, tokių kaip SmCo arba AlNiCo, dalis.
K: Jei kobalto lydinys vos pritraukia magnetą, ar tai reiškia, kad jame nėra kobalto?
A: Nebūtinai. Legiravimas gali labai susilpninti magnetinį atsaką. Kobalto kiekis gali būti tikras, tačiau galutinis magnetinis elgesys priklauso nuo visos chemijos ir struktūros.
Išvada
Kobaltas yra magnetinis ir atliekant daugumą kasdienių bandymų jis elgiasi kaip geležis ir nikelis. Tačiau tikrasis išsinešimas yra paprastas: tai, ką matote, priklauso nuo temperatūros, legiravimo ir to, kaip dalis buvo pagaminta. Kobalto -daug kobalto lydinys gali stipriai prilipti prie rankos, o tada jaustis silpnesnis įkaitusiame variklyje. Tai nereiškia, kad medžiaga yra „bloga“. Tai reiškia, kad magnetizmas turi ribas.
Jei renkatės kobalto medžiagas magnetiniam projektui, nepasikliaukite vien greitu magneto bandymu. Patikrinkite klasę, darbinę temperatūrą ir tai, ar dalis bus apdirbta, ar termiškai{1}}apdorota, kai ją gausite.
Jei norite padėti pasirinkti tinkamąmagnetasjūsų pritaikymui, ypač esant aukštai temperatūrai, korozijai arba esant mažoms leistinoms nuokrypoms, kontaktasPuikus Magtech. Pasidalykite savo piešiniu, dydžiu, dangos poreikiais ir eksploatavimo sąlygomis, o mes padėsime jums nustatyti tinkamą kobalto{1}} tirpalą (pvz., SmCo arba kobalto lydinius), kad būtų užtikrintas stabilus ir patikimas veikimas.
