MANYETİK ÖZELLİKLER

Mıknatıslanma özelliği maddeler için ayırt edici bir özellik olup, elementler ve bazı maddeler üzerinde yapılan manyetik alana karşı duyarlılık incelemelerinde; maddeler başlıca Ferromanyetik, Paramanyetik ve Diyamanyetik maddeler olmak üzere 3 guruba ayrılmıştır. Bu sınıflandırma ilk defa Michael Faraday tarafından kullanılmıştır. Manyetik alana duyarlılık,  manyetik geçirgenlikle ifade edilmekte olup, boşluğun manyetik geçirgenlik katsayısı 1 dir. Diyamanyetik maddelerin manyetik geçirgenlik katsayısı 1 den az, paramanyetik maddelerin 1 den biraz fazla, ferromanyetik maddelerinse 1 den çok fazladır.  Günümüzde bazıları Ferrimanyetik, antiferromanyetik gibi ilave sınıflar kullanmış olsalar da bu sınıfları başta sayılan üç gurup içinde değerlendirmek mümkündür. Başka bir deyişle bu sınıfları alt gurup olarak düşünmek daha doğru bir yaklaşımdır.

Gerçekte tüm maddelerin atomları dış manyetik alanlardan etkilenmektedir. Fakat bazılarında yapı özellikleri dolayısıyla bu etkilenmeler sıfırlanır ve net manyetiklik de sıfır olur. İşte bunun gibi manyetik alan içerisine yerleştirildiğinde bile manyetik özellikleri göstermeyen maddelere DİYAMANYETİK MADDELER denir. Bizmut, iyot, civa, radyum, potasyum, hidrojen, bakır, gümüş, altın ve su bu guruba örnek olarak verilebilir. Manyetik alan içerisine yerleştirildiğinde geçici olarak manyetik özellik kazanan maddelere PARAMANYETİK MADDELER denir. Hava, alüminyum, silisyum, sezyum, samaryum, neodimyum, gadolinyum, bu guruba girer. FERROMANYETİK MADDELER'in  manyetik alanda kazandığı manyetik özellik çok yüksektir. Ferromanyetik elementler üç tane olup, demir, kobalt ve nikel'dir. Bunların bazı alaşımları da yüksek manyetik özellik gösterirler. 

Periyodik tablodaki elementlerin bazılarına ait manyetik özellikler aşağıdadır.

CURİE SICAKLIĞI VE NEEL NOKTASI

Pierre Curie ve bazı araştırmacılar paramanyetik bir maddenin mıknatıslanmasının, manyetik alanla doğru, mutlak sıcaklıkla ters orantılı olduğunu tespit ettiler. Yani ısıtılan bir ferromanyetik madde, belli bir sıcaklığa geldiğinde manyetik etkisini kaybediyor, paramanyetik hale geliyordu. İşte ferromanyetik maddelerin manyetik alanında değişime sebep olan bu sıcaklığa CURİE SICAKLIĞI adı verildi. Daha sonraki çalışmalarda paramanyetik maddelerde de meydana gelen bu duruma sebep olan sıcaklığa Neel Noktası dendi.

TERMO MANYETİK MOTOR
 Curie sıcaklığında manyetik özelliğin azalması esasına dayanılarak ferromanyetik maddelerden Curie MOTOR veya THERMO MOTOR adıyla bir motor 1889 yılında keşfedilmiştir. Buna ait resim aşağıdadır.

Aynı özelliğe dayanarak Nikola Tesla tarafından tasarlanan ve 1889 yılında patent alınan termo manyetik motora ait şema aşağıdadır.

 

Bir başka termo manyetik motor modeline aşağıdaki linkten ulaşabilirsiniz.
http://www.alternative-technologies.org/articles/heat-motor/

Daha sonraki çalışmalarda paramanyetik bir madde olan gadolinyum kullanılarak termo motor geliştirilmiştir.

 

YÜKSEK MANYETİK GEÇİRGENLİK VE
MANYETİK KALKANLAR
 

Yüksek manyetik geçirgenliğe sahip bir madde, mıknatısın kutbuna yaklaştırıldığında, mıknatısın manyetik alan çizgilerinde bu maddeye doğru eğilme görülür. İyice yaklaştırıldığında ise çevreye dağılan alan çizgilerinin bu maddede toplandığı dolayısıyla çevredeki manyetik alan etkisinin kalktığı görülür. Sitemizdeki Manyetik Alan Çizgileri Deney No 1 deki son resim bu olayı özetlemektedir. Konuyu açıklayan videoya http://www.youtube.com/watch?v=cJfxDkGBM1c adresinden ulaşabilirsiniz.  Bu prensipten hareketle manyetik kalkanlar yapılmıştır. Özellikle bilgisayar teknolojisinde bunun kullanıldığı görülmektedir.
Başlıca manyetik kalkanlar PERMALLOY, SUPERMALLOY ve MU-METAL'dir. Bunlar alaşım yapısında ferromanyetik maddeler olup, terkipleri aşağıdaki tablodadır.

 

Buraya kadar anlatılanlar haricinde süper iletken maddelerin de manyetik alanı engellediği ve ideal manyetik kalkan özelliğinde olduğu bilinmektedir. Ancak yapılan çalışmalarda maddelerin süper iletkenlik özelliklerinin (-150);(-270) ^o C lerde ortaya çıktığı görülmüştür. Henüz oda sıcaklığında bir süper iletken bulunmadığı için manyetik kalkan olarak günlük hayatta pratik bir uygulama alanı bulunmamaktadır. Nispeten uzay koşullarına uygun olan bu özelliğin,  uzay teknolojilerinde yararlı olabileceği değerlendirilmektedir.