วัสดุแม่เหล็กที่มีอยู่ในปัจจุบันมีหลากหลายชนิด และแต่ละชนิดใช้งานในด้านที่แตกต่างกัน เพื่อให้เกิดความเหมาะสมกับงานที่นำไปใช้ จึงได้แบ่งประเภทวัสดุแม่เหล็กออกเป็น 5 ประเภท ได้แก่ 1) วัสดุแม่เหล็กแบบ ไดอา (Diamagnetic materials) 2) วัสดุแม่เหล็กแบบพารา (Paramagnetic materials) 3) วัสดุแม่เหล็กแบบเฟอร์โร (Ferromagnetic materials) 4) วัสดุแม่เหล็กแบบแอนติเฟอร์โร (Anti-ferromagnetic materials) และ 5) วัสดุแม่เหล็กแบบเฟอร์ริ (Ferrimagnetic materials) โดยในบทความนี้จะขอกล่าวเกี่ยวกับข้อมูลคุณสมบัติและประโยชน์ของวัสดุแม่เหล็กแบบไดอา เพื่อให้ผู้ที่ศึกษาได้ข้อมูลในการนำไปใชประโยชน์ให้เหมาะสมกับลักษณะการใช้งาน
แม่เหล็กแบบไดอา (Diamagnetism)
แมกเนติกไดโพลโมเมนต์ (magnetic dipole moment) หรือ โมเมนต์แม่เหล็ก (magnetic moment) ของแม่เหล็กแบบไดอา จะมีการตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กภายนอกในทิศทางตรงข้ามกัน พฤติกรรมเช่นนี้ส่งผลให้ค่าความไวแม่เหล็ก (susceptibility, ) มีค่าติดลบ จากโมเมนต์แม่เหล็กทุกชนิดสามารถเกิดได้จากการสปิน ของโปรตอน อิเล็กตรอนออร์บิตัล และสปรินของอิเล็กตรอน แต่ความเป็นแม่เหล็กของแม่เหล็กแบบไดอาเกิดจากอิเล็กตรอนออบิตัล หรือ การโคจรของอิเล็กตรอนเท่านั้น ดังนั้นแม่เหล็กแบบไดอาจจะเกิดได้กับวัสดุแม่เหล็กทุก ๆ ชนิด แต่เนื่องจากอิทธิพลของแม่เหล็กแบบไดอามีค่าน้อยมากเมื่อเที่ยบกับอิทธิพลของแม่เหล็กชนิดอื่น ๆ จึงส่งผลให้อิทธิพลของสมบัติแม่เหล็กชนิดอื่น ๆ ครอบคลุมไว้ ดังนั้นสมบัติแม่เหล็กแบบไดอาสามารถสังเกตุได้จากวัสดุที่มีอะตอมที่มีอิเล็กตรอนครบคู่เท่านั้น
วัสดุแม่เหล็กแบบไดอา ได้แก่ วัสดุที่ประกอบไปด้วยอะตอมหรือโมเลกุลที่มีอิเล็กตรอนครบคู่ในทุกชั้นเชล เนื่องจากจะส่งผลให้ค่าโมเมนแม่เหล็กสุทธิเป็นศูนย์ ได้แก่
1. ธาตุหมู่ 8 หรือ ก๊าซเฉื่อย (He, Ne, Ar)
2. โมเลกุลของก๊าซหลายอะตอมบางชนิด เช่น H2, N2 ก๊าซเหล่านี้จะต้องมีอิเล็กตรอนมาสร้างพันธะกับอะตอมข้างเคียงให้ อิเล็กตรอนเต็มวง
3. ของแข็งที่มีพันธะไอออนิก เช่น NaCl
4. ของแข็งที่มีพันธะโควาเลนต์ เช่น เพรช
5. สารประกอบอินทรีย์ ส่วนใหญ่จะมีพันธะโควาเลนต์ที่มีการจับคู่อิเล็กตรอนจนครบคู่
ประโยชน์ของวัสดุแบบไดอา
จากข้อมูลของวัสดุแม่เหล็กแบบไดอา จะไม่มีโมเมนต์แม่เหล็กจากตัวมันเอง แต่เมื่อมีสนามแม่เหล็กภายนอกเข้ามาจะส่งผลให้ค่าความไวแม่เหล็ก (susceptibility) ที่มีค่าติดลบ การติดลบนี้ส่งผลให้มีการต่อการต้านสนามแม่เหล็กภายนอก ดังนั้นจึงได้นำหลักการนี้มาใช้งานในลักษณะแม่เหล็กลอยได้ เช่น การทำรางรถไฟฟ้าแม่เหล็กเหนี่ยวนำที่มีการนำวัสดุแม่เหล็กแบบไดอามาร่วมในการทำให้รถไฟลอยเหนือรางรถไฟได้ นอกจากนี้วัสดุแม่เหล็กแบบไดอาบางชนิดจะมีคุณสมบัติที่เป็นตัวนำยิ่งยวด (superconductor) เหมาะแก่การนำไปใช้งานทางด้านตัวนำไฟฟ้า
เอกสารอ้างอิง
สุปรีดิ์ พินิจสุนทร. (2558). วัสดุแม่เหล็ก (Magnetic Material) (พิมพ์ครั้งที่ 1) ขอนแก่น: สํานักพิมพ์มหาวิทยาลัยขอนแก่น.
B. D. Cullity, and C. D. Graham. (2009). INTRODUCTION TO MAGNETIC MATERIALS (2nd). United States of America: Inc., Hoboken, New Jersey.
David Jiles. (1991). Introduction to Magnetism and Magnetic Materials (1st). New Delhi
