Différence entre les matériaux diamagnétiques, paramagnétiques et ferromagnétiques : propriétés, comportements sous les champs magnétiques, et exemples concrets.
Quelle est la différence entre les matériaux diamagnétiques, paramagnétiques et ferromagnétiques ?
En thermal engineering et physique, les matériaux peuvent être classés selon leur réponse aux champs magnétiques. Les trois principales catégories sont les matériaux diamagnétiques, paramagnétiques et ferromagnétiques. Chacun de ces types de matériaux possède des propriétés distinctes en rapport avec leur comportement magnétique :
- Diamagnétiques
- Paramagnétiques
- Ferromagnétiques
Matériaux Diamagnétiques
Les matériaux diamagnétiques sont ceux qui créent un champ magnétique opposé lorsqu’ils sont placés dans un champ magnétique externe. Cela signifie qu’ils sont faiblement repoussés par les champs magnétiques. Cette propriété est due à l’absence de moments magnétiques permanents dans les atomes individuels. Quelques exemples de matériaux diamagnétiques incluent le cuivre (Cu), l’or (Au) et le bismuth (Bi).
Les matériaux diamagnétiques possèdent les caractéristiques suivantes :
- Ils ont un moment magnétique net nul car les électrons sont appariés.
- Ils ont une susceptibilité magnétique négative faible.
- Ils sont faiblement repoussés par un champ magnétique externe.
Matériaux Paramagnétiques
Les matériaux paramagnétiques ont des atomes ou des ions avec des moments magnétiques permanents qui sont aléatoirement orientés en l’absence d’un champ magnétique externe. Lorsqu’ils sont exposés à un champ magnétique, ces moments magnétiques tendent à s’aligner partiellement dans la direction du champ, ce qui résulte en une magnétisation positive faible. Quelques exemples de matériaux paramagnétiques incluent l’aluminium (Al), le platine (Pt) et le tungstène (W).
Les caractéristiques des matériaux paramagnétiques sont les suivantes :
- Ils ont des moments magnétiques permanents dus à des électrons non appariés.
- Ils possèdent une susceptibilité magnétique positive faible.
- Ils sont faiblement attirés par un champ magnétique externe.
Matériaux Ferromagnétiques
Les matériaux ferromagnétiques ont des moments magnétiques permanents qui ont tendance à s’aligner parallèlement les uns aux autres, même sans champ magnétique externe, en raison d’interactions d’échange fortes entre les moments magnétiques des atomes voisins. Cet alignement donne naissance à une magnétisation spontanée. Les exemples courants de matériaux ferromagnétiques incluent le fer (Fe), le cobalt (Co) et le nickel (Ni).
Les caractéristiques des matériaux ferromagnétiques sont :
- Ils ont des moments magnétiques permanents fortement alignés.
- IIs ont une susceptibilité magnétique positive très élevée.
- Ils peuvent conserver une magnétisation même après le retrait du champ magnétique externe, ce qui résulte en un aimant permanent.
En conclusion, les matériaux diamagnétiques, paramagnétiques et ferromagnétiques diffèrent principalement par la nature de leurs moments magnétiques atomiques et leur réponse aux champs magnétiques. Ces différences influencent considérablement les applications de ces matériaux dans diverses industries et technologies, notamment en thermal engineering.
