Механізм насичення магніту

Однією з основних характеристик магніту є індукція насичення, тобто гранична щільність магнітного потоку в міжатомних каналах кристалічної решітки конкретного магнітного матеріалу. Чим визначається насичення? Як повніше використовувати міжатомний простір для збільшення питомої потужності магніту, зниження його вагогабаритних показників і витрати магнітних матеріалів? Як забезпечити необхідні щільність енергії і швидкість потоку для каталітичного ослаблення міжатомних зв'язків і руйнування молекул речовин, що потрапляють в магнітний потік? І як, нарешті, керувати властивостями магніту? Ось коло питань, на які треба відповісти, використовуючи нові уявлення про магнітний потік. Насичення магніту насамперед асоціюється із заповненням його внутрішнього міжатомного простору магнітним потоком націло. Щоб заповнити простір щільно стикаються один з одним електрино потрібно індукція 6,32∙10⁷ Тл. На даний момент вона недосяжна, оскільки потрібно подолати їх взаємне відштовхування як електричних зарядів одного знака і для цього створити тиск 3∙10⁹ атм, до якого стиснути магнітний потік нині не під силу. Так що простір навколо атомів у кристалічній решітці магніту досить вільний, тим більше що його розмір приблизно в 100 разів перевищує розмір електрино.

Чому ж все-таки вони не лізуть у магніт, якщо примусово створити щільність потоку більшу за значення насичення? Вони не йдуть через їх взаємне відштовхування. При цьому їх щільність обмежує надлишковий статичний негативний заряд атома, так як якщо примусово створити динамічний заряд більше статичного, то атом з вихором електрино набуває надлишковий позитивний заряд. У цьому випадку «зайві» електрино взаємовідштовхуванням видавлюються з вихору до встановлення рівноваги позитивного заряду вихору з надлишковим негативним зарядом атома. Тобто хоча простору навколо атома багато, але позитивний заряд вихору електрино заважає проникненню «зайвих» електрино в нього, не пускає, відштовхує, екранує, замикає вхід в канал, який більше не приймає електрино.

Зараз з цим миряться, не розуміючи механізму насичення, і тому експериментально підбираючи матеріали до складу магнітних сплавів для збільшення індукції і потужності магнітів. Наприклад, додають такі рідкоземельні метали (РЗМ) як неодим і самарій, вкраплені в магніт хаотично, і тим не менш збільшують індукцію. Чому додавання РЗМ дає позитивний ефект? Який принцип їх дії? Атоми РЗМ більші за атоми, наприклад, заліза і кобальту, в 2,5...3,0 рази, мають більш простору, але не коридорну, кристалічну решітку, більш потужний негативний надлишковий статичний заряд і, відповідно – більш потужний динамічний заряд у вигляді вихору електрино. Саме тому РЗМ реагують з киснем при кімнатній температурі, з воднем при 200°С, з азотом при 800°С. 

Швидкісні електрино вихори РЗМ послаблюють міжатомні зв'язки молекул зазначених газів, частково їх нейтралізуючи, що дозволяє молекулам руйнуватися на атоми при невисоких температурах. Маючи потужні вихори електрино, РЗМ забезпечують і більш високе значення індукції як щільності магнітного потоку в магнітних сплавах з домішкою РЗМ, ніж дозволили б залізо і кобальт. Вкраплення доменів РЗМ дозволяє отримати більш потужний магнітний потік електрино, хоча самі РЗМ магнітами не є через непрохідний тип кристалічної решітки. Але в дрібних однодоменних структурах цей недолік мало позначається у зв'язку зі скважностью малої структури, високою проникністю магнітного потоку в її коротких міжатомних канала.Цією властивістю – посилення магнітів – володіють також домени інших великих атомів, в тому числі, осмію, платини, паладію, з тих же, зазначених вище причин. Тому можна застосовувати ті речовини, які зручніше, доступніше і дешевше. 

Замість хаотичного, як у сплавах, розташування доменів можна їх розташовувати пошарово холодним способом з'єднання, збільшуючи сили тяжіння між доменами шляхом об'єднання їх вихорів електрино аналогічно поверхневому натягу при конденсації (об'єднанні) крапель, наприклад, води. Тонкі товщиною в кілька мікрон шари дозволять істотно знизити витрату магнітних матеріалів. Пошарове виготовлення магнітів також дозволить змінювати його структуру і посилювати індукцію вище значення насичення, тобто конструювати магніт на свій розсуд. При цьому можна змінювати такі властивості магнітного потоку: щільність енергії в потрібних зонах; швидкість потоку електрино, що важливо для руйнування молекул реагентів (каталізу); підсилювати концентрацію потоку на вістрях концентраторів, покриваючи їх шаром РЗМ; екранувати магнітний потік за допомогою шарів (екранів) з РЗМ; підбирати потрібне співвідношення РЗМ та інших магнітних матеріалів і потрібні розміри їх доменів, тобто конструювати магніт із заздалегідь заданими властивостями. Чому РЗМ реагують з киснем повітря (утворюють сполуки, запалюються, вибухають) за нормальних умов, а, наприклад, платина, що має великий вихор електрино навколо масивного атома, не реагує – не окислюється? РЗМ (лантаноїди) складаються з двошарових овалоїдних несферичних атомів, мабуть, з надлишком вільних неструктурних електронів. Тому, коли в їх зону потрапляє атом кисню, відбувається ФПВР з усіма наслідками для РЗМ. 

https://drive.google.com/file/d/1gFuLzfp1Px1i7QgsEwYeQnMXaUqoKHmX/view?