הבדל מפתח - Dia vs Para vs Materials Ferromagnetic
בהתבסס על התכונות המגנטיות, ניתן לחלק חומרים לחמש קטגוריות עיקריות; דיאמגנטי, פרמגנטי, פרומגנטי, פרומגנטי ואנטי-פרומגנטי. ההבדל העיקרי בין חומרים דיאמגנטיים, פרמגנטיים ופרומגנטיים הוא שחומרים דיאמגנטיים אינם נמשכים לשדה מגנטי חיצוני, וחומרים פרמגנטיים נמשכים לשדה מגנטי חיצוני ואילו חומרים פרומגנטיים נמשכים חזק לשדה מגנטי חיצוני.
מהם חומרים דיאמגנטיים?
חומרים דיאמגנטיים הם חומרים שאינם מושכים לשדה מגנטי חיצוני.הסיבה לכך היא שלאטומים או היונים הנמצאים בחומרים אלה אין אלקטרונים בלתי מזווגים. לכן, חומרים דיאמגנטיים נדחים על ידי שדות מגנטיים. זה קורה בגלל ששדה מגנטי מושרה נוצר בחומרים אלה בכיוון ההפוך לזה של השדה המגנטי החיצוני. השדה המגנטי המושרה הזה גורם ליצירת כוח דוחה. ניתן להבחין בדיאמגנטיות בחומרים בעלי סימטריה של מבנה אלקטרוני וללא מומנט מגנטי קבוע. כמו כן, הדיאמגנטיות אינה תלויה בטמפרטורה.
איור 01: ההשפעה של שדה מגנטי חיצוני על חומרים דיאמגנטיים
כמה דוגמאות לחומרים דיאמגנטיים כוללות;
- קוורץ (סיליקון דו-חמצני)
- קלציט (סידן פחמתי)
- מים
לדוגמה בקוורץ, ישנם אטומי סיליקון ואטומי חמצן בצורה של SiO2. מצב החמצון של אטום Si הוא +4, ומצב החמצון של אטום O הוא -2. לכן, אין אלקטרונים בלתי מזווגים בשני האטומים הללו.
מהם חומרים פרמגנטיים?
חומרים פרמגנטיים הם חומרים הנמשכים לשדה מגנטי חיצוני. זה קורה מכיוון שלחומרים אלה יש אלקטרונים לא מזווגים באטומים או יונים הנמצאים בחומרים אלה. אלקטרונים בלתי מזווגים אלה יכולים ליצור משיכה מגנטית.
איור 02: Garnet
ניתן להפריד חומרים פרמגנטיים מחומרים אחרים באמצעות מפרידים מגנטיים בעוצמה גבוהה. מפרידים אלו משתמשים בשדה מגנטי בעוצמה של 0.2-0.4 טסלה. כמה דוגמאות לחומרים פרמגנטיים כוללות;
- Ilmenite (FeTiO3)
- Hematite (Fe2O3)
- Chalcopyrite (CuFeS2)
- Garnet (Fe-silicates)
מהם חומרים פרומגנטיים?
חומרים פרומגנטיים הם חומרים שנמשכים חזק לשדה מגנטי חיצוני. סוג זה של חומרים מכיל יותר אלקטרונים לא מזווגים באטומי המתכת או יוני המתכת שלהם. כאשר סוג זה של חומרים נמשך לשדה מגנטי חיצוני, הם מושרים בצורה מגנטית ויכולים להתנהג כמגנטים זעירים. בקנה מידה תעשייתי, חומרים פרומגנטיים מופרדים מחומרים אחרים באמצעות מפרידים מגנטיים בעלי עוצמה נמוכה המשתמשים בשדה מגנטי עם 0.04 טסלה.
איור 03: Magnetite
המפריד המגנטי הנפוץ ביותר הוא מפריד גליל מגנטי מושרה. כמה דוגמאות לחומרים פרומגנטיים כוללות;
- Magnetite (Fe3O4) – יש גם Fe2+ ו Fe3+ לשני היונים האלה יש אלקטרונים לא מזווגים.
- Iron (Fe)
מה ההבדל בין Dia Para לחומרים פרומגנטיים?
חומרים דיאמגנטיים לעומת פרמגנטיים לעומת פרומגנטים |
|
| הגדרה | חומרים דיאמגנטיים הם חומרים שאינם מושכים לשדה מגנטי חיצוני. |
| חומרים פרמגנטיים הם חומרים שנמשכים לשדה מגנטי חיצוני. | |
| חומרים פרומגנטיים הם חומרים שנמשכים חזק לשדה מגנטי חיצוני. | |
| Magnetic Properties | |
| חומרים דיאמגנטיים | אל תימשך לשדות מגנטיים חיצוניים. |
| חומרים פרמגנטיים | נמשך לשדות מגנטיים חיצוניים. |
| חומרים Ferromagnetic | נמשך חזק לשדות מגנטיים חיצוניים. |
| אלקטרונים לא מזווגים | |
| חומרים דיאמגנטיים | אין אלקטרונים לא מזווגים באטומים או ביונים הנמצאים בחומרים אלה. |
| חומרים פרמגנטיים | יש אלקטרונים לא מזווגים באטומים או ביונים הנמצאים בחומרים האלה. |
| חומרים Ferromagnetic | יש הרבה אלקטרונים לא מזווגים באטומים או ביונים שנמצאים בחומרים האלה. |
| הפרדה | |
| חומרים דיאמגנטיים | ניתן להפריד בקלות מחומרים אחרים מכיוון שיש להם דחייה לשדות מגנטיים. |
| חומרים פרמגנטיים | ניתן להפריד באמצעות מפרידים מגנטיים בעוצמה גבוהה. |
| חומרים Ferromagnetic | ניתן להפריד באמצעות מפרידים מגנטיים בעוצמה נמוכה. |
סיכום – דיא מול פארה מול חומרים פרומגנטיים
ניתן להפריד בקלות חומרים דיאמגנטיים מחומרים אחרים מכיוון שהם מראים כוחות דחייה כלפי שדות מגנטיים.ניתן להפריד חומרים פרמגנטיים וחומרים פרומגנטיים באמצעות מפרידים מגנטיים מושרה על ידי שינוי חוזק השדה המגנטי המשמש במפריד. ההבדל בין חומרים דיאמגנטיים, פרמגנטיים ופרומגנטיים הוא שחומרים דיאמגנטיים אינם נמשכים לשדה מגנטי חיצוני, וחומרים פרמגנטיים נמשכים לשדה מגנטי חיצוני ואילו חומרים פרומגנטיים נמשכים חזק לשדה מגנטי חיצוני.
