Več o tem, katere kovine so magnetne in zakaj

Nekatere magnetne kovine so drugačne od drugih

Magneti so materiali, ki proizvajajo magnetna polja, ki privabljajo specifične kovine. Vsak magnet ima sever in južni pol. Nasprotni polovi privabljajo, medtem ko se odbijajo kot poli.

Medtem ko je večina magnetov izdelanih iz kovin in kovinskih zlitin, so znanstveniki razvili načine za izdelavo magnetov iz kompozitnih materialov, kot so magnetni polimeri.

Kaj ustvarja magnetizem

Magnetizem v kovinah nastaja zaradi neenakomerne porazdelitve elektronov v atomih določenih kovinskih elementov.

Neenakomerna rotacija in gibanje, ki ga povzroča ta neenakomerna porazdelitev elektronov, premikajo naboj znotraj atoma naprej in nazaj, kar ustvarja magnetne dipole.

Ko poravnajo magnetni dipoli, ustvarjajo magnetno področje, lokalizirano magnetno območje, ki ima sever in južni pol.

V nemagnetnih materialih se magnetne domene soočajo v različnih smereh in se med seboj prekličejo. Medtem ko so pri magnetnih materialih večina teh področij poravnana, ki kažejo v isto smer, kar ustvarja magnetno polje. Več domen, ki se povežejo, močneje ojača magnetno silo.

Vrste magneti

• Stalni magneti (znani tudi kot trdi magneti) so tisti, ki nenehno proizvajajo magnetno polje. To magnetno polje je posledica feromagnetizma in je najmočnejša oblika magnetizma.
• Začasni magneti (znani tudi kot mehki magneti) so magnetni le v prisotnosti magnetnega polja.
• Elektromagneti potrebujejo električni tok, da tečejo skozi njihove žice, da proizvedejo magnetno polje.

Razvoj magneta

Grški, indijski in kitajski pisatelji so pred več kot 2000 leti dokumentirali osnovna znanja o magnetizmu. Večina tega razumevanja je temeljila na opazovanju učinka lodestona (naravno nastajajočega magnetnega železovega minerala) na železo.

Zgodnja raziskava magnetizma je potekala že v 16. stoletju, vendar se razvoj sodobnih magnetov z visoko trdnostjo ni zgodil do 20. stoletja.

Pred letom 1940 so bili trajni magneti uporabljeni samo v osnovnih aplikacijah, kot so kompasi in električni generatorji, imenovani magnetos. Razvoj magnetov iz aluminija in niklja-kobalta (Alnico) je omogočil trajne magnete za zamenjavo elektromagnetov v motorjih, generatorjih in zvočnikih.

Ustvarjanje magnetov samarij-kobalt (SmCo) v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja je proizvajalo magnete z dvakrat večjo gostoto magnetne energije kot katerikoli prej razpoložljivi magnet.

Do zgodnjih osemdesetih let so nadaljnje raziskave magnetnih lastnosti redkih zemeljskih elementov privedle do odkritja magnetov neodim-železo-bor (NdFeB), kar je privedlo do podvojitve magnetne energije preko magnetov SmCo.

Redki zemeljski magneti se zdaj uporabljajo v vsem, od zapestnih ročnih ur in iPads do hibridnih motorjev in generatorjev vetrne turbine.

Magnetizem in temperatura

Kovine in drugi materiali imajo različne magnetne faze, odvisno od temperature okolja, v katerem se nahajajo. Kot posledica tega lahko kovina kaže več kot eno obliko magnetizma.

Na primer, železo izgubi svoj magnetizem in postane paramagnetno, če se segreje nad 1418 ° F (770 ° C). Temperatura, pri kateri kovina izgubi magnetno silo, se imenuje njegova temperatura Curie.

Železo, kobalt in nikelj so edini elementi, ki imajo v kovinski obliki temperaturo Curie nad sobno temperaturo.

Zato morajo vsi magnetni materiali vsebovati enega od teh elementov.

Skupne feromagnetne kovine in njihove temperature