đồ án công nghệ phương pháp chế tạo vật liệu nano

1.1.Vật liệu nano là gì? Vật liệu nano là vật liệu trong đó ít nhất một chiều có kích thước nanomet. Về trạng thái của vật liệu, người ta phân chia thành ba trạng thái, rắn, lỏng và khí. Vật liệu nano được tập trung nghiên cứu hiện nay, chủ yếu là vật liệu rắn, sau đó mới đến chất lỏng và khí. Về hình dáng vật liệu, người ta phân ra thành các loại sau:  Vật liệu nano không chiều (cả ba chiều đều có kích thước nano, không còn chiều tự do nào cho điện tử), ví dụ:đám nano, hạt nano.  Vật liệu nano một chiều là vật liệu trong đó hai chiều có kích thước nano, điện tử được tự do trên một chiều (hai chiều cầm tù), ví dụ: dây nano, ống nano.  Vật liệu nano hai chiều là vật liệu trong đó một chiều có kích thước nano, hai chiều tự do, ví dụ: màng mỏng.  Ngoài ra còn có vật liệu có cấu trúc nano hay nanocomposite trong đó chỉ có một phần của vật liệu có kích thước nano, hoặc cấu trúc của nó có nano không chiều, một chiều, hai chiều đan xen lẫn nhau. 1.2. Các phương pháp chế tạo vật liệu nano 1.2.1. Phương pháp từ trên xuống ( phương pháp cơ học )  Nguyên lý: Dùng kỹ thuật nghiền và biến dạng để biến vật liệu thể khối với tổ chức hạt thô thành cỡ hạt kích thước nano. Đây là các phương pháp đơn giản, rẻ tiền nhưng rất hiệu quả, có thể tiến hành cho nhiều loại vật liệu với kích thước khá lớn (ứng dụng làm vật liệu kết cấu).

Chương 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT

1 Vật liệu nano

1.1.Vật liệu nano là gì?

Vật liệu nano là vật liệu trong đó ít nhất một chiều có kích thước nanomet Về trạng thái của vật liệu, người ta phân chia thành ba trạng thái, rắn, lỏng và khí Vật liệu nano được tập trung nghiên cứu hiện nay, chủ yếu là vật liệu rắn, sau đó mới đến chất lỏng và khí Về hình dáng vật liệu, người ta phân ra thành các loại sau:

 Vật liệu nano không chiều (cả ba chiều đều có kích thước nano, không còn chiều tự do nào cho điện tử), ví dụ:đám nano, hạt nano

 Vật liệu nano một chiều là vật liệu trong đó hai chiều có kích thước nano, điện tử được tự do trên một chiều (hai chiều cầm tù), ví dụ: dây nano, ống nano

 Vật liệu nano hai chiều là vật liệu trong đó một chiều có kích thước nano, hai chiều tự do, ví dụ: màng mỏng

 Ngoài ra còn có vật liệu có cấu trúc nano hay nanocomposite trong

đó chỉ có một phần của vật liệu có kích thước nano, hoặc cấu trúc của nó có nano không chiều, một chiều, hai chiều đan xen lẫn nhau

1.2 Các phương pháp chế tạo vật liệu nano

1.2.1 Phương pháp từ trên xuống ( phương pháp cơ học )

 Nguyên lý:

Dùng kỹ thuật nghiền và biến dạng để biến vật liệu thể khối với

tổ chức hạt thô thành cỡ hạt kích thước nano Đây là các phương pháp đơn giản, rẻ tiền nhưng rất hiệu quả, có thể tiến hành cho nhiều loại vật liệu với kích thước khá lớn (ứng dụng làm vật liệu kết cấu)

Trong phương pháp nghiền, vật liệu ở dạng bột được trộn lẫn với những viên bi được làm từ các vật liệu rất cứng và đặt trong một cái cối Máy nghiền có thể là nghiền lắc, nghiền rung hoặc nghiền quay (còn gọi là nghiền kiểu hành tinh) Các viên bi cứngva chạm vào nhau và phá vỡ bột đến kích thước nano Kết quả thu được là vật liệu nano không chiều (các hạt nano) Phương pháp biến dạng được

sử dụng với các kỹ thuật đặc biệt nhằm tạo ra sự biến dạng cực lớn(có thể >10) mà không làm phá huỷ vật liệu, đó là các phương pháp SPD điển hình Nhiệt độ có thể được điều chỉnh tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể Nếu nhiệt độ gia công lớn hơn nhiệt độ kết tinh lại thì được gọi là biến dạng nóng, còn ngược lại thì được gọi

là biến dạng nguội Kết quả thu được là các vật liệu nano một chiều (dây nano) hoặc hai chiều (lớp có chiều dày nm) Ngoài ra, hiện nay người ta thường dùng các phương pháp quang khắc để tạo ra các cấu trúc nano

1.2.2 Phương pháp từ dưới lên

 Nguyên lý:

Hình thành vật liệu nano từ các nguyên tử hoặc ion Phương pháp từ dưới lên được phát triển rất mạnh mẽ vì tính linh động và chất lượng của sản phẩm cuối cùng Phần lớn các vật liệu nano mà chúng

ta dùng hiện nay được chế tạo từ phương pháp này Phương pháp từ dưới lên có thể là phương pháp vật lý, phương pháp hóa học hoặc kết hợp cả hai

 Các phương pháp chế tạo:

Phương pháp vật lý: là phương pháp tạo vật liệu nano từ nguyên

tử hoặc chuyển pha Nguyên tử để hình thành vật liệu nano được tạo ra từ phương pháp vật lý: bốc bay nhiệt (đốt, phún xạ, phóng điện hồ quang) Phương pháp chuyển pha: vật liệu được nung nóng rồi cho nguội với tốc độ nhanh để thu được trạng thái vô định hình, xử lý nhiệt để xảy ra chuyển pha vô định hình - tinh thể (kết tinh) (phương pháp nguội nhanh) Phương pháp vật lý thường được dùng để tạo các hạt nano, màng nano, ví dụ: ổ cứng máy tính

Phương pháp hóa học: là phương pháp tạo vật liệu nano từ các

ion Phương pháp hóa học có đặc điểm là rất đa dạng vì tùy thuộc vào vật liệu cụ thể mà người ta phải thay đổi kỹ thuật chế tạo cho phù hợp Tuy nhiên, chúng ta vẫn có thể phân loại các phương pháp hóa học thành hai loại: hình thành vật liệu nano từ pha lỏng (phương pháp kết tủa, sol-gel, ) và từ pha khí(nhiệt phân, ) Phương pháp này có thể tạo các hạt nano, dây nano, ống nano, màng nano, bột nano,

Phương pháp kết hợp: là phương pháp tạo vật liệu nano dựa trên

các nguyên tắc vật lý và hóa học như: điện phân, ngưng tụ từ pha khí, Phương pháp này có thể tạo các hạt nano, dây nano, ống nano, màng nano, bột nano,

1.3 Tính chất của vật liệu nano

1.3.1 Hiệu ứng bề mặt

Khi vật liệu có kích thước càng nhỏ thì tỉ số giữa số nguyên tử trên bề mặt và tổng số nguyên tử của vật liệu gia tăng Ví dụ, xét vật liệu tạo thành từ các hạt nano hình cầu Nếu gọi ns là số nguyên tử nằm trên bề mặt, n là tổng

số nguyên tử thì mối liên hệ giữa hai số này sẽ là ns = 4n2/3 Tỉ số giữa số nguyên tử trên bề mặt và tổng số nguyên tử sẽ là f = ns/n = 4/n1/3 = 4r0/r, trong đó r0 là bán kính của nguyên tử và r là bán kính của hạt nano Như vậy, nếu kích thước của vật liệu giảm (r giảm) thì tỉ số f tăng lên Do nguyên tử trên bề mặt có nhiều tính chất khác biệt so với tính chất của các nguyên tử ở bên trong lòng vật liệu, nên khi kích thước vật liệu giảm đi thì hiệu ứng có liên quan đến các nguyên tử bề mặt, hay còn gọi là hiệu ứng bề mặt tăng Khi kích thước của vật liệu giảm đến nano mét thì giá trị f này tăng lên đáng kể

Sự thay đổi về tính chất có liên quan đến hiệu ứng bề mặt không có tính đột biến theo sự thay đổi về kích thước vì f tỉ lệ nghịch với r theo một hàm liên tục Khác với hiệu ứng kích thước mà ta sẽ đề cập đến sauhiệu ứng bề mặt luôn có tác dụng với tất cả các giá trị của kích thước, hạt càng bé thì hiệu ứng càng lớn và ngược lại Ở đây không có giới hạn nào cả, ngay cả vật liệu khối truyền thống cũng có hiệu ứng bề mặt, chỉ có điều hiệu ứng này nhỏ, thường

bị bỏ qua Hiệu ứng bề mặt đóng một vai trò quan trọng đối với quá trình hoá học, đặc biệt trong các vật liệu xúc tác Sự tiếp xúc giữa bề mặt các hạt và môi trường xung quanh tạo điều kiện cho hiệu ứng xúc tác hiệu quả Sự bao bọc lớp vỏ của hạt bằng các chất hoạt động bề mặt, sự không hoàn hảo tại bề mặt của các hạt đều có thể tác động đến tính chất vật lý và hoá học của vật liệu

1.3.2 Hiệu ứng kích thước

Khác với hiệu ứng bề mặt, hiệu ứng kích thước của vật liệu nano đã làm cho vật liệu này trở nên khác hơn nhiều so với các vật liệu truyền thống

Đối với một vật liệu, mỗi một tính chất của vật liệu này đều có một độ dài đặc trưng Độ dài đặc trưng cho rất nhiều các tính chất của vật liệu đều rơi vào kích thước nano Chính điều này đã làm nên cái tên “vật liệu nano” mà ta thường nghe đến ngày nay Ở vật liệu khối, kích thước vật liệu lớn hơn nhiều lần độ dài đặc trưng này dẫn đến các tính chất vật lí đã biết Nhưng khi kích thước của vật liệu có thể so sánh được với độ dài đặc trưng đó thì tính chất có liên quan đến độ dài đặc trưng bị thay đổi đột ngột, khác hẳn so với tính chất

đã biết trước đó Ở đây không có sự chuyển tiếp một cách liên tục về tính chất khi đi từ vật liệu khối đến vật liệu nano Chính vì vậy, khi nói đến vật liệu nano, chúng ta phải nhắc đến tính chất đi kèm của vật liệu này Cùng một vật liệu, cùng một kích thước, khi xem xét tính chất này thì thấy khác so với vật liệu khối nhưng khi xem xét tính chất khác thì lại không có gì khác biệt cả Tuy nhiên, hiệu ứng bề mặt luôn luôn thể hiện dù ở bất cứ kích thước nào Ví

dụ, đối với kim loại, quãng đường tự do trung bình của điện tử có giá trị vài chục nm Khi chúng ta cho dòng điện chạy qua một dây dẫn kim loại, nếu kích thước của dây rất lớn so với quãng đường tự do trung bình của điện tử trong kim loại này thì chúng ta sẽ có định luật Ohm cho dây dẫn Định luật cho thấy sự tỉ lệ tuyến tính của dòng và thế đặt ở hai đầu sợi dây Bây giờ chúng ta thu nhỏ kích thước của sợi dây cho đến khi nhỏ hơn độ dài quãng đường tự do trung bình của điện tử trong kim loại thì sự tỉ lệ liên tục giữa dòng và thế không còn nữa mà tỉ lệ gián đoạn với một lượng tử độ dẫn là e2/ħ, trong đó e là điện tích của điện tử, ħ là hằng đo Planck Lúc này hiệu ứng lượng tử xuất hiện Có rất nhiều tính chất bị thay đổi giống như độ dẫn, tức là bị lượng tử hóa do kích thước giảm đi Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng chuyển tiếp cổ điển-lượng tử trong các vật liệu nano do việc giam hãm các vật thể trong một không gian hẹp mang lại (giam hãm lượng tử)

Bảng 1: Độ dài tới hạn ứng với một số tính chất của vật liệu

Độ sâu bề mặt kim loại 10-100

Tính siêu dẫn Độ dài liên kết cặp Cooper 0,1-100

resonance) do điện tử tự do trong hạt nano hấp thụ ánh sáng chiếu vào Kim loại có nhiều điện tử tự do, các điện tử tự do này sẽ dao động dưới tác dụng của điện từ trường bên ngoài như ánh sáng Thông thường các dao động bị dập tắt nhanh chóng bởi các sai hỏng mạng hay bởi chính các nút mạng tinh thể trong kim loại khi quãng đường tự do trung bình của điện tử nhỏ hơn kích thước Nhưng khi kích thước của kim loại nhỏ hơn quãng đường tự do trung bình thì hiện tượng dập tắt không còn nữa mà điện tử sẽ dao động cộng hưởng với ánh sáng kích thích Do vậy, tính chất quang của hạt nano được có được

do sự dao động chung của các điện tử dẫn đến từ quá trình tương tác với bức

xạ sóng điện từ Khi dao động như vậy, các điện tử sẽ phân bố lại trong hạt nano làm cho hạt nano bị phân cực điện tạo thành một lưỡng cực điện Do vậy xuất hiện một tần số cộng hưởng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như các yếu tố

về hình dáng, độ lớn của hạt nano và môi trường xung quanh là các yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất Ngoài ra, mật độ hạt nano cũng ảnh hưởng đến tính chất quang Nếu mật độ loãng thì có thể coi như gần đúng với hạt tự do, nếu nồng độ cao thì phải tính đến ảnh hưởng của quá trình tương tác giữa các hạt

1.3.2.2 Tính chất điện

Tính dẫn điện của kim loại rất tốt, hay điện trở của kim loại nhỏ nhờ vào mật độ điện tử tự do cao trong đó Đối với vật liệu khối, các lí luận về độ dẫn dựa trên cấu trúc vùng năng lượng của chất rắn Điện trở của kim loại đến

từ sự tán xạ của điện tử lên các sai hỏng trong mạng tinh thể và tán xạ với dao động nhiệt của nút mạng (phonon) Tập thể các điện tử chuyển động trong

kim loại (dòng điện I) dưới tác dụng của điện trường (U) có liên hệ với nhau thông qua định luật Ohm: U = IR, trong đó R là điện trở của kim loại Định luật Ohm cho thấy đườngI-U là một đường tuyến tính Khi kích thước của vật

liệu giảm dần, hiệu ứng lượng tử do giam hãm làm rời rạc hóa cấu trúc

vùng năng lượng Hệ quả của quá trình lượng tử hóa này đốivới hạt nano là

I-U không còn tuyến tính nữa mà xuất hiện một hiệu ứng gọi là hiệu ứng chắn

Coulomb (Coulomb blockade) làm cho đường I-U bị nhảy bậc với giá trị mỗi

bậc sai khác nhau một lượng e/2C cho U và e/RC cho I, với e là điện tích của

điện tử, Cvà R là điện dung và điện trở khoảng nối hạt nano với điện cực

1.3.2.3 Tính chất từ

Các kim loại quý như vàng, bạc,… có tính nghịch từ ở trạng thái khối

do sự bù trừ cặp điện tử Khi vật liệu thu nhỏ kích thước thì sự bù trừ trên sẽ

không toàn diện nữa và vật liệu có từ tính tương đối mạnh Các kim loại có

tính sắt từ ở trang thái khối như các kim loại chuyển tiếp sắt, cô ban, ni ken

thì khi kích thước nhỏ sẽ phá vỡ trật tự sắt từ làm cho chúng chuyển sang

trạng thái siêu thuận từ Vật liệu ở trạng thái siêu thuận từ có từ tính mạnh khi

có từ trường và không có từ tính khi từ trường bị ngắt đi, tức là từ dư và lực

kháng từ hoàn toàn bằng không

1.3.2.4 Tính chất nhiệt

Nhiệt độ nóng chảy Tm của vật liệu phụ thuộc vào mức độ liên kết giữa

các nguyên tử trong mạng tinh thể Trong tinh thể, mỗi một nguyên tử có một

số các nguyên tử lân cận có liên kết mạnh gọi là số phối vị Các nguyên tử

trên bề mặt vật liệu sẽ có số phối vị nhỏ hơn số phối vị của các nguyên tử ở

bên trong nên chúng có thể dễ dàng tái sắp xếp để có thể ở trạng thái khác

hơn Như vậy, nếu kích thước của hạt nano giảm, nhiệt độ nóng chảy sẽ giảm

Ví dụ, hạt vàng 2 nm có Tm = 500°C, kích thước 6 nm có Tm = 950°C [12]

1.4 Ứng dụng của vật liệu nano

Ứng dụng trong kĩ thuật điện từ

Các cấu trúc nano có tiềm năng ứng dụng làm thành phần chủ chốt trong những dụng cụ thông tin kỹ thuật có những chức năng mà truớc kia chưa có Chúng có thể đuợc lắp ráp trong những vật liệu trung tâm cho điện từ và quang

Những vi cấu trúc này là một trạng thái độc nhất của vật chất có những hứa hẹn đặc biệt cho những sản phẩm mới và ứng dụng mới.Nhờ vào kích thuớc nhỏ, những cấu trúc nano có thể đóng gói chặt lại và do đó

làm tăng tỉ trọng gói (packing density) Tỉ trọng gói cao có nhiều lợi

điểm: tốc độ xử lý dữ liệu và khả năng chứa thông tin gia tăng Tỉ trọng gói cao là nguyên nhân cho những tương tác điện và từ phức tạp giữa những vi cấu trúc kế cận nhau Đối với nhiều vi cấu trúc, đặc biệt là những phân tử hữu cơ lớn, những khác biệt nhỏ về năng lượng giữa những cấu hình khác nhau có thể tạo được các thay đổi đáng kể từ những tương tác đó Vì vậy mà chúng có nhiều tiềm năng cho việc điều chế những vật liệu với tỉ trọng cao và tỉ số của diện tích bề mặt trên thể tích

cao, chẳng hạn như bộ nhớ (memory)

Những tính chất này hoàn toàn chưa đuợc khám phá và việc xây dựng những kỹ thuật dựa vào những vi cấu trúc đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc khoa học căn bản tiềm ẩn trong chúng Những tính chất này cũng mở đuờng cho sự tiếp cận với những hệ phi tuyến phức tạp mà chúng có thể

phô bày ra những lớp biểu hiện (behavior) trên căn bản khác với những

lớp biểu hiện của cả hai cấu trúc phân tử và cấu trúc ở quy mô micromet

Khoa học nano là một trong những biên giới của khoa học chưa được thám hiểm tường tận Nó hứa hẹn nhiều phát minh kỹ thuật lý thú nhất

Vật liệu từ nano ứng dụng trong sinh học

Như trên đã nói, vật liệu nano chỉ có tính chất thú vị khi kích thước của nó so sánh được với các độ dài tới hạn của tính chất và đối tượng ta nghiên cứu Vật liệu nano có khả năng ứng dụng trong sinh học vì kích thước của nano so sánh được với kích thước của tế bào (10-

100 nm), virus (20-450 nm), protein (5-50 nm), gen (2 nm rộng và

10-100 nm chiều dài) Với kích thước nhỏ bé, cộng với việc “ngụy trang” giống như các thực thể sinh học khác và có thể thâm nhập vào các tế bào hoặc virus Ứng dụng của vật liệu từ nano trong sinh học thì có rất nhiều, bài này chỉ đề cập đến những ứng dụng đang được nghiên cứu sôi nổi và có triển vọng phát triển đó là phân tách tế bào (magnetic cell separation), dẫn truyền thuốc (drug delivery), thân nhiệt cao cục bộ (hyperthermia), tăng độ sắc nét hình ảnh trong cộng hưởng từ hạt nhân (MRI contrast enhancement) Vật liệu nano dùng trong các trường hợp này là các hạt nano

 Phân tách tế bào

Trong sinh dược học, đôi khi người ta cần phải phân tách một loại

tế bào đặc biệt nào đó ra khỏi các tế bào khác Hạt từ nano có tính tương hợp sinh học (biocompatible) được dùng để làm điều đó Quá trình này gồm hai giai đoạn: dán nhãn cho tế bào (labelling) bằng các hạt nano từ; và phân tách các tế bào được dán nhãn bằng các dụng cụ phân tách Các hạt nano từ được phủ bởi một loại hóa chất, thường được dùng là chất hoạt hóa bề mặt (surfactant) để làm tăng độ tương hợp sinh học và làm tăng khả năng ổn định trong dung dịch của hạt nano Cơ chế dán nhãn tế bào giống như cơ chế mà các kháng thể nhận

ra các kháng nguyên trong cơ thể Ví dụ nếu ta phủ một lớp hóa chất miễn dịch đặc hiệu bên ngoài hạt nano thì chúng có thể bám vào các tế

bào máu, các tế bào ung thư, vi khuẩn hoặc các thể golgi Để phân tách các tế bào được đánh dấu, người ta dùng một dụng cụ tạo ra gradient từ trường bằng cách đặt một thanh nam châm chẳng hạn để hút các hạt nano từ đang liên kết với các tế bào và bằng cách đó, các tế bào được tách khỏi các tế bào khác không được đánh dấu

2 vật liệu từ và phân loại vật liệu từ

Các vật liệu khi hưởng ứng với từ trường thì nó sẽ có tính chất từ (magbetic material) Đặc trưng tính chất từ của vật liệu là độ từ hoá và độ từ cảm

Độ từ hoá lá momem từ trung bình của mẫu vật (hoặc trong một đơn vị thể tích của mẫu vật) Nếu từ trường không thật lớn thì độ từ hoá M tỷ lệ với cường độ từ trường H:

vật liệu từ là loại vật liệu mà dưới tác dụng của từ trường ngoài có thể

bị từ hoá, tức là có những tính chất từ đặc biệt Vì thế ta có thể nói sắt thường

và sắt từ tuy hai mà một Đó là nếu ta hiểu đúng cái nghĩa của từ “ sắt “ là chất mà trong thành phần của nó chứa chủ yếu các nguyên tử của nguyên tố

Fe Tuỳ vào cách hưởng ứng của vật liệu từ trong từ trường, chúng ta chia vật liệu từ làm hai nhóm chính: vật liệu từ mềm và vật liệu từ cứng

2.1.1 phân loại vật liệu từ

Có nhiều cách để phân loại vật liệu từ, hiện nay phân laoi5 vật liệu từ

có hai cách thông dụng, đó là: phân loại theo lực kháng từ Hc và theo hệ số từ hoá

2.1.1.1 Phân loại vật liệu từ theo lực kháng từ H c

Tuỳ vào đặc điểm hình dạng của chu trình từ trễ mà người ta phân biệt hai loại vật liệu từ: vật liệu từ cứng và vật liệu từ mềm Đây là cách phân loại mang tính ứng dụng thực tế được biết điến rộng rãi trong khoa học và kĩ thuật

Vật liệu từ cứng

Có từ trường khử và từ dư lớn, một cách tương ứng thì đường cong từ trễ của nó rộng, rất khó bị từ hoá Một khi bị từ hoá thì năng lượng từ của vật

liệu được giữ lại lâu, có thể được dùng làm nam châm “ vĩnh cửu” Về thành phần cấu tạo có thể chia thành vật liệu kim loại, phi kim loại và điện môi từ Vật liệu từ kim loại có thể là kim loại đơn chất ( sắt, cobalt, niken) và hợp kim từ của một số kim loại Vật liệu phi kim loại thường là ferrit, thành phần gồm hỗn hợp bột của các oxit sắt và các kim loại khác Điện môi từ là vật liệu tổng hợp, gồm 60-80% vật liệu từ dạng bột và 40-20% điện môi Ferrit và điện môi từ có điện trở suất lớn, nên làm giảm đáng kể mất mát do dòng điện xoáy Fucault nên chúng được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật cao tần Ngoài

ra, nhiều loại ferrit có độ ổn định của các đặc tính từ trong một dải tần số rộng, kể cả siêu cao tần

2.2 Phân loại vật liệu từ theo hệ số từ hoá

Tuỳ theo mức độ, bản chất và sự tương tác của các chất với từ trường ngoài, người ta chia vật liệu từ thành ba loại: vật liệu thuận từ, vật liệu nghịch

từ và

Hình2.1 : Đường cong B (H) của các loại vật liệu từ

Hình 2.2 : Định hướng các moment từ trong vật liệu thuận từ

2.2.2 Vật liệu nghịch từ

Các chất có Thông thường tính nghịch từ thể hiện rất yếu -6

Sự phụ thuộc của cảm ứng từ B theo từ trường H là tuyến tính(hình 2.1) Chất nghịch từ là chất bị từ hoá ngược chiều với từ trường ngoài Khi từ trường không thật lớn, ta có M= , với <0 Tính nghịch từ có liên quan đến xu hướng của các điện tích muốn chắn phần trong của vật thể khỏi từ trường ngoài ( tuân theo định luật Lentz của hiện tượng cảm ứng điện tử) Các thông số xác định tính chất của vật liệu từ, ngoài độ cảm từ còn có độ từ hoá bão hoà( từ độ đạt cực đại tại từ trường lớn), độ từ dư (từ độ còn dư sau khi ngừng tác động của từ trường ngoài), lực kháng từ Hc (từ trường ngoài cần thiết để một hệ sau khi đạt được trạng thái bão hoà từ, bị khử từ)

2.2.3 Vật liệu sắt từ

Vật liệu sắt từ là vật liệu từ có độ từ cảm rất lớn ( >> 1)

Trạng thái sắt từ là trạng thái từ hoá tự phát : từ độ tự phát xuất hiện cả khi từ trường ngoài bằng không (H=0) Tuy nhiên, khi H=0 Vật liệu bị khử từ Điều này được giải thích bởi cấu trúc đômen.Cấu trúc đômen làm đường cong từ hoá của sắt từ phức tạp: có đặc trưng phi tuyến và các hiện tượng từ trễ (hình 2.1)

Hình 2.3