Магнитные свойства материалов.

Электр-ое и магнитное поля неразрывно связаны др с др – они образ-т электромагнитное поле. Как и в случае электр-ого поля, в-во, помещенное в магнитное поле, претерпевает определ-ые изменения. Интенсивность силового воздействия магнитного поля хар-ся магнитной индукцией (В, Тл (тесла)). Магнитная индукция равна силе (F), к-рая действует на единичный пробный заряд (q), движущийся перпендикулярно вектору магнитной индукции со скоростью v = 1 м/с: Для описания магнитного поля наряду с магнитной индукцией исп-т др хар-ку – напряженность магнитного поля (Н). Если В0 – магнитная индукция в какой-либо точке поля в вакууме, то напряженность магнитного поля в этой точке равна: где m₀ – абсолютная магнитная проницаемость вакуума или магнитная постоянная. Один Гн/м – магнитная проницаемость среды, в к-рой при напряженности магнитного поля Н0 в 1 А/м создается магнитная индукция в 1 Тл. Любое в-во, помещенное во внеш магнитное поле, намагн-ся, и тем самым создает свое собственное магнитное поле. Поэтому с позиции воздействия магнитостатических полей все в-ва наз магнетиками. Кол-ной хар-ой, определяющей изменение поля в в-ве, явл-ся магнитная проницаемость: к-рую, как правило, опред-т экспериментально. Знач магнитной проницаемости зависит от состава и строения в-ва, т.е. от типа магнетика. Намагниченность представляет собой магнитный момент единицы объема магнетика: где - вектор магнитного момента k-ой молекулы; N – кол-во молекул в объеме магнетика V. В слабых магнитных полях намагниченность возрастает прямо пропорционально напряженности магнитного поля: , где c - магнитная восприимчивость в-ва. Магнитная восприимчивость, отнесенная к 1 кг в-ва, наз удельной, а отнесенная к молю в-ва – молярной.

 

45. Диамагнетики и парамагнетики. В-ва с отриц-ой магнитной восприимчивостью наз диамагнетиками (c < 0). Причиной диамагнетизма яв-ся электромагнитная индукция молекулярных токов, вызываемая в электронных оболочках атомов внеш магнитным полем (поле молекулярных токов противоположно внешнему полю). К диамагнетикам отн-ся как простые в-ва (гелий, аргон, медь, серебро, золото), так неорганические и органические соединения (углекислый газ, вода, хлорид висмута, бензол, метан, нафталин). Парамагнетизм характерен для в-в (c > 0), частицы к-рых обладают собственными магнитными моментами, но в отсутствие внеш магнитного поля эти моменты ориентированы хаотически и намагниченность в целом равна нулю. Во внешнем поле магнитные моменты атомов парамагнитных в-в ориентир-ся преимущественно по полю. Если поле очень велико, то все магн-е моменты парамагнитных частиц ориентированы строго по полю (магнитное насыщение).

К парамагнетикам относятся простые в-ва (натрий, калий, платина, уран) и неорганические (оксиды, соли, атмосферный воздух). Парамагнетики втягиваются в обл сильного магнитного поля, а диамагнетики - наоборот, выталкиваются магнитным полем. магнитная индукция внутри магнетика равна сумме индукций внешнего и внутреннего магнитных полей. Поскольку индукция внешнего поля связана с напряженностью поля, а индукция магнитно поля в-ва с намагниченностью, тогда получить В = В₀ + В_i = m₀×Н + m₀×c×Н = m₀×Н×(1 + c). С учетом того, что В = m₀×m×Н, восприимчивость и проницаемость связаны соотношением m = 1 + c.

 

46. Ферромагнетики. Ферромагнетики обладают спонтанным магнитным моментом, т.е. имеют конечную намагниченность при достаточно низкой тем-ре и нулевом внешнем магнитном поле. Для ферромагнетиков хар-ны завис-ти магнитной проницаемости () от внешнего магнитного поля (Н) и предыстории образца, а также сущ-е тем-ры, выше к-рой в-во переходит в обычное парамагнитное состояние с нулевым спонтанным магнитным моментом. Ферромагнитные св-ва в-в определ-ся не магнитными св-ами отдельных атомов или молекул, а намагничиванием целых обл (небольших участков в-ва), наз доменами. Формирование доменов обусловлено квантовыми св-ами электронов. Ферромагнитными св-ами обладают в-ва, в атомах к-рых имеются недостроенные внутренние электронные оболочки с нескомпенсированными спинами. В этом случае могут возникать обменные силы, к-рые вынуждают спиновые магнитные моменты электронов ориентироваться параллельно др др. Такая ориентация спиновых магнитных моментов приводит к возникновению областей спонтанного намагничивания независимо от внешнего магнитного поля.

Основные понятия в области коррозии материалов.

Одним из осн-х св-в матер-в явл. устойчивость к коррозии. Слово «коррозия» озн. разъедать. Коррозия – это самопроизвольное разрушение матер-в вследствие хим. или электрохим взаимодействия их с окружающей средой. Разрушение известно как эрозия, истирания или взнос. В нек-рых случаях хим. или электрохим. Воздействия сопровождаются физ. разрушением и наз коррозионной эрозией, коррозионным износом или фреттинг-коррозией. Коррозию железа и его сплавов наз. ржавлением. Др материалы (напр., цветные мет.), следовательно, не ржавеют, но корродируют. Среда, в кот. происходит разрушение матер-в наз коррозионной или агрессивной, а образ в рез-те коррозии соединения – продуктами коррозии.Способность матер-в сопротивляться коррозионному воздействию среды наз Коррозионной стойкостью. Коррозия материалов происх-т на границе раздела фаз, т.е. на границе соприкосновения тв в-ва с газом или жид-тью. Причина коррозии – термодинамическая неустойчивость матер-в в окружающей среде. Возможность протекания любого процесса, включая взаимод-е материала с компонентами окруж. среды, опред. изменением свободной энергии Гиббса (дельта G).Чем выше отрицательное значение дельта G, тем больше термодинамическая возможность реакции.