Nhiễm từ là gì? Tại sao kim loại như sắt thép lại bị nhiễm từ? Vì sao sắt lại nhiễm từ mạnh hơn thép? Đây là những câu hỏi rất thường gặp khi chúng ta tìm hiểu về chủ đề “sự nhiễm từ của sắt thép”. Bài viết sau đây sẽ lý giải cụ thể – dễ hiểu nhất về hiện tượng nhiễm từ của sắt và thép. Mời các bạn cùng tìm hiểu!
Contents
Tìm hiểu sắt, thép là gì?
Sắt là một nguyên tố nằm trong bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học (kí hiệu: Fe, nguyên tử khối: 26). Trên vỏ Trái Đất có khoảng 5% khối lượng là sắt, kim loại này có màu xám và ánh kim.
Một số đặc tính nổi bật của vật chất làm từ sắt là tính chịu lực tốt, độ dẻo, độ cứng cao làm cho nó trở thành một trong các nguyên liệu quan trọng đối với con người.
Ngày nay, sắt được sử dụng phổ biến trong các ngành sản xuất ô tô, công trình xây dựng, nội thất nhà cửa, là nguyên liệu sản xuất lưới inox hoặc dùng quặng thép để đúc gang, thép,…
Thép là hợp kim có thành phần chính làm từ sắt, cacbon và một số nguyên tố hóa học khác kết hợp tạo thành. Nhờ được cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau nên thép có độ cứng, đàn hồi tốt và dễ uốn dẻo, cho độ bền chắc rất cao.
Thép được chia làm 3 loại:
- Thép cacbon cao
- Thép cacbon trung bình
- Thép cacbon thấp
Thép có tỉ lệ cacbon càng cao thì độ cứng vào lực kéo đứt càng lớn hơn sơ với sắt, thế nhưng chúng lại giòn và dễ gãy hơn các loại thép thông thường.
Người ta sản xuất thép phục vụ chủ yếu cho các hoạt động xây cất công trình kiến trúc, cầu đường, ngoại thất nhà cửa, đường ray xe lửa. Đặc biệt, đây còn là nguyên liệu đưa vào sản xuất inox để góp phần bảo vệ môi trường.
Nhiễm từ là gì?
Đầu tiên, để hiểu về sự nhiễm từ là gì, ta cần nhớ lại khái niệm về từ tính:
– Từ tính là đặc tính hút được sắt hay một số kim loại khác và hút hoặc đẩy dây dẫn có dòng điện chạy qua. Sắt, thép, niken, cô ban và nhiều vật liệu từ khác khi đặt trong từ trường thì chúng sẽ bị nhiễm từ.
Vậy nhiễm từ là gì? Hiểu đơn giản “Nhiễm từ là hiện tượng một vật trở nên có từ tính”.
Lý do sắt thép lại bị nhiễm từ là gì?
– Sắt là chất có tính từ hóa mạnh do cấu trúc đặc biệt về phương diện điện từ: Bên trong sắt (Fe) có nhiều miền từ hóa tự nhiên, đây là các kim nam châm nhỏ. Trong điều kiện thường, các kim nam châm sắp xếp một cách hỗn loạn nên trong sắt sẽ không có từ tính. Khi ta đặt thanh sắt trong từ trường ngoài, các kim nam châm này sẽ sắp xếp theo từ trường ngoài và khiến sắt trở thành một vật có từ tính.
– Sắt là vật có từ tính mạnh nên nó hưởng ứng mạnh bởi các từ trường bên ngoài vì vậy sắt còn được gọi là “sắt từ”.
Phân tích hiện tượng nhiễm từ của sắt và thép
Một chiếc nam châm điện mạnh có thể hút được chiếc xe nặng hàng chục tấn, trong khi đó không một chiếc nam châm vĩnh cửu nào có thể làm được điều này.
Tất cả nằm ở tính chất khác biệt về sự nhiễm từ của sắt và thép – hai vật chất chính cấu tạo nên nam châm điện và nam châm vĩnh cửu. Vậy cụ thể điều này được lý giải ra sao?
Giải thích tại sao sắt nhiễm từ mạnh hơn thép?
Như chúng ta đã biết, thép là hợp kim được làm từ nguyên liệu chính là sắt. Nói cách khác, sắt là nguyên bản của Fe – nguyên tố hóa học có độ từ tính mạnh có sẵn trong tự nhiên. Còn thép chỉ là một hợp chất được pha trộn có thành phần là Fe nên chúng không thể nhiễm từ bằng sắt được.
– Sắt thì nhiễm từ mạnh hơn thép nhưng lại khử từ ngay (dễ từ hóa và dễ khử từ). Vì thế, nó thường được dùng để chế tạo nam châm điện (vật liệu hoạt động trong từ trường ngoài).
– Thép thì nhiễm từ yếu hơn nhưng lại giữ được từ tính lâu hơn (khó bị từ hóa và khó khử từ). Vì thế, thép thường được dùng để chế tạo nam châm vĩnh cửu.
Thí nghiệm chứng minh
– Ví dụ 1 – Với sắt: Cho một dòng điện chạy qua ống dây có sắt, lõi sắt lúc này được từ hóa. Từ trường của dòng điện chính là một từ trường ngoài. Khi ta ngắt dòng điện qua ống dây thì từ tính trên lõi sắt biến mất rất nhanh.
– Ví dụ 2 – Với thép: Thực hiện tương tự nhưng thay lõi sắt bằng 1 lõi thép, từ trường tổng hợp rất lớn so với từ trường ngoài. Khi ngắt dòng điện qua ống dây, từ tính của lõi thép vẫn giữ được trong một thời gian, thép trở thành một thanh nam châm vĩnh cửu.
Hiểu được nhiễm từ là gì người ta đã nghiên cứu ra rất nhiều lợi ích của các vật có từ tính trong đời sống, kỹ thuật, nghiên cứu khoa học. Ngày nay, chúng ta biết đến những chiếc nam châm trong cửa tủ, chuông điện, ống nghe, cần cẩu điện, thiết bị ghi và đọc âm thanh… Tất cả đều là những vật dụng thiết yếu được chế tạo nhờ đặc tính nhiễm từ của sắt thép.
Trên đây là toàn bộ nội dùng bài viết lý giải Nhiễm từ là gì? Phân tích hiện tượng nhiễm từ của sắt thép, mong rằng sẽ mang đến cho các bạn những nguồn kiến thức hữu ích. Đừng quên theo dõi camnangdienmay.net để cập nhật nhiều chủ đề kiến thức bổ ích, thiết thực khác!