מאפיינים של רגישות סביבתית של חומרים מגנטיים רכים

לסביבת השימוש יכולה להיות השפעה על הביצועים של חומרים מגנטיים רכים, אך ניתן לנצל השפעה זו גם לפיתוח פונקציות חדשות של סגסוגות מגנטיות רכות. כמה חוקרים עובדים כיום על הקשר בין חומרים מגנטיים רכים לבין הסביבה הסובבת.

עבור סגסוגות מגנטיות רכות, אפילו בשדות מגנטיים חלשים, ניתן לעורר לולאת היסטרזיס צרה, מה שהופך את סוג הסגסוגת הזה לאפשרי ישים בכמה שדות חדשים, כגון אינדוקציה בתדר גבוה. נכון לעכשיו, חוקרים ערכו מחקר מקיף בתחום זה, תוך שימוש בחומרים מגנטיים רכים לשיוך חיישנים מיקרואלקטרוניים כדי לשפר את הביצועים שלהם, להקטין את גודלם של רכיבי החיישנים ולנצל באופן מלא את מאפייני החדירות המגנטית הגבוהה של חומרים מגנטיים רכים.

חומרים מגנטיים רכים רגישים מאוד לשדות מגנטיים ולגורמים סביבתיים אחרים כמו טמפרטורה ומתח. לכן, על מנת לחזות במדויק את רמת הביצועים של ציוד קשור העשוי מחומרים מגנטיים רכים, יש צורך לנתח ולהבין את מאפייני הרגישות הסביבתית של חומרים מגנטיים רכים.

השפעת השדה המגנטי

תכונה בסיסית של חומרים מגנטיים היא שהם ממוקמים בשדה מגנטי כדי לקיים אינטראקציה עם המומנטים המגנטיים הפנימיים שלהם, וכתוצאה מכך כיוון שתואם את השדה המגנטי החיצוני המופעל, המכונה בדרך כלל "מגנטיזציה". מגנטיזציה מחולקת למגנטיזציה ספונטנית ומגנטית לא ספונטנית. אם המומנטים המגנטיים הפנימיים של החומר הופכים לחלוטין, המגנטיזציה של החומר היא {{0}}; אם המומנטים המגנטיים מסודרים באופן קבוע בכיוון מסוים, המגנטיזציה של החומר אינה 0.

כאשר חומר מגנטי נתון לשדה מגנטי חיצוני, כיוון המומנט המגנטי שלו יסתובב לכיוון השדה המגנטי החיצוני. משמעות הדבר היא שהחומר מפגין אנזוטרופיה ומשתפר בכיוון השדה המגנטי החיצוני המופעל. ניתן לאפיין את הביצועים בתדר גבוה של חומרים כאלה על ידי התכונות הפנימיות שלהם תחת שדה מגנטי מסוים.

מצד אחד, ניתן להשתמש ברגישות סביבתית זו כדי לשנות חומרים מגנטיים. אם לחומר המקורי יש ביצועים טובים בתדרים נמוכים, הפעל שדה מגנטי מתאים בכיוון מסוים כדי לשפר את מאפייני התדר הגבוה שלו. מצד שני, עקב נוכחותם של תכלילים מגנטיים, ביצועי מסנני הטלפון הנייד עלולים להיות מושפעים מהשדה הגיאומגנטי, והשפעה זו מזיקה.

השפעת הטמפרטורה

אם מגנט מחומם לטמפרטורה מסוימת, הוא לא ימשוך ברזל, והטמפרטורה שבה המגנט מאבד את המגנטיות נקראת טמפרטורת קירי. עם זאת, היעלמות המגנטיות אינה מתרחשת לפתע. ההשראה המגנטית הרוויה של חומרים מגנטיים פוחתת בהדרגה עם עליית הטמפרטורה, וכוח היניקה גם פוחת בהדרגה.

אינדוקציה מגנטית רוויה היא פרמטר מאפיין מגנטי סטטי הנקבע על ידי ההרכב והמבנה הארגוני של חומרים מגנטיים. ההשראה המגנטית הרוויה של חומרים מגנטיים משפיעה ישירות על מאפייני תגובת התדר שלהם, כמו גם על הצורה והדרגה של מאפייני תדר החדירות שלהם.