ハードアイアンとソフトアイアンの違い|化学

主な違い - ハードアイアンとソフトアイアン

強磁性体は、外部磁場がなくても磁化できる物質です。磁性材料には、軟磁性材料と硬磁性材料の2つのグループがあります。鉄は強磁性体の良い例です。鉄にも硬鉄と軟鉄の2種類があります。この分類は、鉄の磁気特性に基づいて行われます。硬鉄と軟鉄の主な違いは、硬鉄は一度磁化すると消磁できないのに対し、軟鉄は一度磁化すると消磁できることです。

対象となる主な分野

1. ハードアイアンとは
– 定義、磁気特性
2. 軟鉄とは
– 定義、磁気特性
3. 硬鉄と軟鉄の違いは?
– 主な違いの比較

重要な用語:消磁、強磁性体、硬質鉄、鉄、磁区、磁化、軟鉄

ハードアイアンとは

硬い鉄は磁化すると永久磁石になりますが、この磁化は一度磁化すると簡単には取れません。言い換えれば、硬い鉄が磁化されると、消磁は困難または不可能になります。

鉄の磁気特性は、原子内の電子の動きに由来します。すべての電子はスピンを持っています。スピンは、電子によって運ばれる角運動量の固有の形式です。原子は、電子が位置する軌道で構成されています。1 つの軌道には、最大 2 つの電子を保持できます。これらの 2 つの電子は反対のスピンを持っています。

鉄では、隣接する原子は互いに整列したスピンを持っています。これにより、「ドメイン」と呼ばれるものが生まれます。ドメインまたは磁区は、磁化が均一な方向にある磁性材料内の領域です。この均一な方向は、原子の整列によって引き起こされます。

磁化されていない鉄の棒が磁場の中に置かれると、磁区の磁化の方向は磁場の方向に向かって移動する傾向があります。これにより、ドメインが磁場の方向に整列します。これにより、ドメインの領域も拡大します。これが鉄片の磁化と呼ばれるものです。

図 1:永久磁石

硬い鉄では、これらの磁区の移動は元に戻せません。つまり、硬い鉄の磁区は磁場を取り除いても元に戻らないのです。したがって、硬質鉄は永久磁石として一般的に使用されます。

ソフトアイアンとは

軟鉄は、わずかな磁場の変化で容易に磁化および消磁される鉄です。軟鉄は、金属の柔らかい性質を指すものではありません。実際、軟鉄は硬い金属鉄でもあります。

しかし、硬い鉄とは異なり、磁場の方向にシフトした磁区は、最初の状態に戻すことができます。つまり、リバーシブルです。ただし、返された磁区はランダムに整列します。

図 2:電磁石

軟鉄は電磁石の製造に使用されます。したがって、フィールドはオンとオフを切り替えることができます。電磁石は、軟鉄にワイヤーを巻きつけ、ワイヤーの両端をバッテリーに接続することで作ることができます。電流がワイヤを流れているとき、このシステムは磁石として機能します。次に、軟鉄棒のドメインが適用された磁場の方向に整列し、磁場の強度が数倍に増加します。