Saznajte što su metalni magneti i zašto

Magneti su materijali koji proizvode magnetska polja, koja privlače specifične metale. Svaki magnet ima sjeverni i južni pol. Nasuprot polova privlače, dok se polovi odbiju.

Dok je većina magneta izrađena od metala i metalnih legura, znanstvenici su osmislili načine stvaranja magneta iz kompozitnih materijala, kao što su magnetski polimeri.

Što stvara magnetizam

Magnetizam u metalima nastaje zbog nejednake distribucije elektrona u atomima određenih metalnih elemenata.

Nepravilna rotacija i kretanje uzrokovane tom neravnomjernom raspodjelom elektrona mijenjaju naboj unutar atoma natrag i naprijed, stvarajući magnetske dipole.

Kada magnetski dipoli poravnaju, oni stvaraju magnetsku domenu, lokalizirano magnetsko područje koje ima sjeverni i južni pol.

U neagnetiziranim materijalima, magnetske domene suočavaju se u različitim smjerovima, otkazujući međusobno. Dok je u magnetiziranim materijalima većina tih domena poravnata, pokazujući u istom smjeru, što stvara magnetsko polje. Što više domena koji se poravnaju, to je jača magnetska sila.

Vrste magneta

• Trajni magneti (također poznati kao tvrdi magneti) su oni koji stalno stvaraju magnetsko polje. Ovo magnetsko polje je uzrokovano feromagnetizmom i najjači je oblik magnetizma.
• Privremeni magneti (također poznati kao mekani magneti) su magnetski samo dok je u prisustvu magnetskog polja.
• elektromagneti zahtijevaju električnu struju da prođu kroz svoje spiralne žice radi stvaranja magnetskog polja.

Razvoj magneta

Grčki, indijski i kineski pisci dokumentirali su osnovna znanja o magnetizmu prije više od 2000 godina. Većina ovog razumijevanja temelji se na promatranju učinka želestona (prirodnog magnetskog željeznog minerala) na željezo.

Rano istraživanje magneta bilo je provedeno još u 16. stoljeću, međutim razvojem suvremenih magneta visoke čvrstoće nije došlo do 20. stoljeća.

Prije 1940, trajni magneti su korišteni samo u osnovnim aplikacijama, kao što su kompasovi i električni generatori koji se nazivaju magnetos. Razvoj aluminij-nikl-kobalt (Alnico) magneta dopuštao je trajni magnet za zamjenu elektromagneta u motorima, generatorima i zvučnicima.

Stvaranje samarijevog kobalta (SmCo) magneta u 1970-ima proizvodi magnete s dvostruko većom gustoćom magnetske energije kao i svaki prethodno dostupni magnet.

Do ranih osamdesetih godina, daljnja istraživanja magnetskih svojstava rijetkih elemenata Zemlje dovela su do otkrića magneta neodimij-željezo-bora (NdFeB), što je dovelo do udvostručenja magnetske energije nad SmCo magnetima.

Rijetki zemljani magneti koriste se u svemu od ručnih satova i iPada do hibridnih motornih vozila i generatora vjetroturbina.

Magnetizam i temperatura

Metali i drugi materijali imaju različite magnetske faze, ovisno o temperaturi okoliša u kojem se nalaze. Kao rezultat toga, metal može pokazivati ​​više od jednog oblika magnetizma.

Željezo, na primjer, gubi svoj magnetizam, postaje paramagnetski, kada se zagrijava iznad 780 ° C (1418 ° F). Temperatura pri kojoj metal gubi magnetsku silu zove se njegova temperatura Curie.

Željezo, kobalt i nikal jedini su elementi koji u metalnom obliku imaju temperaturu Curie iznad sobne temperature.

Kao takav, svi magnetski materijali moraju sadržavati jedan od tih elemenata.

Common Ferromagnetic Metals i njihove Curie Temperatures

supstanca	Curie Temperatura
Željezo (Fe)	1418 ° F (770 ° C)
Kobalt (Co)	2066 ° F (1130 ° C)
Nikal (Ni)	676,4 ° F (358 ° C)
gadolinijum	66 ° F (19 ° C)
rijetki metali	-301,27 ° F (-185,15 ° C)