Noen magnetiske metaller er forskjellige enn andre
Magneter er materialer som produserer magnetiske felt, som tiltrekker seg bestemte metaller. Hver magnet har en nord og en sydpol. Motsatt stolper tiltrekker seg, mens poler avstammer.
Mens de fleste magneter er laget av metaller og metalllegeringer, har forskere utviklet måter å lage magneter fra komposittmaterialer, for eksempel magnetiske polymerer.
Hva skaper magnetisme
Magnetisme i metaller er skapt av ujevn fordeling av elektroner i atomer av visse metallelementer.
Den uregelmessige rotasjon og bevegelse som forårsakes av denne ujevne fordeling av elektroner, skifter ladningen inne i atomet frem og tilbake og skaper magnetiske dipoler.
Når magnetiske dipoler retter seg, oppretter de et magnetisk domene, et lokalisert magnetisk område som har en nord- og en sydpol.
I magnetiserte materialer står magnetiske domener i forskjellige retninger, og avbryter hverandre. Mens i magnetiserte materialer er de fleste av disse domenene justert, peker i samme retning, som skaper et magnetfelt. Jo flere domener som passer sammen, desto sterkere er den magnetiske kraften.
Typer av magneter
- Permanente magneter (også kjent som harde magneter) er de som stadig produserer et magnetfelt. Dette magnetfeltet er forårsaket av ferromagnetisme og er den sterkeste formen av magnetisme.
- Midlertidige magneter (også kjent som myke magneter) er magnetiske bare i nærvær av et magnetfelt.
- Elektromagneter krever en elektrisk strøm for å løpe gjennom sine spiralledninger for å produsere et magnetfelt.
Utviklingen av magneter
Gresk, indisk og kinesisk forfattere dokumenterte grunnleggende kunnskaper om magnetisme for mer enn 2000 år siden. Mesteparten av denne forståelsen var basert på å observere effekten av lodestone (et naturlig forekommende magnetisk jernmineral) på jern.
Tidlig forskning på magnetisme ble gjennomført så tidlig som på 1500-tallet, men utviklingen av moderne høystyrke magneter skjedde ikke før 20. århundre.
Før 1940 ble permanente magneter brukt i bare grunnleggende applikasjoner, som kompasser og elektriske generatorer kalt magnetoer. Utviklingen av magneter av aluminium-nikkel-kobolt (Alnico) tillot permanente magneter som erstatter elektromagneter i motorer, generatorer og høyttalere.
Opprettelsen av samarium-kobolt (SmCo) magneter på 1970-tallet produserte magneter med dobbelt så mye magnetisk energitetthet som enhver tidligere tilgjengelig magnet.
I begynnelsen av 1980-tallet førte videre undersøkelser av magnetiske egenskaper av sjeldne jordartsmetaller til oppdagelsen av magneter av neodym-jern-bor (NdFeB), noe som førte til en fordobling av magnetisk energi over SmCo-magneter.
Sjeldne jordmagneter brukes nå i alt fra armbåndsur og iPads til hybridbilmotorer og vindturbinegeneratorer.
Magnetisme og temperatur
Metaller og andre materialer har forskjellige magnetiske faser, avhengig av temperaturen i miljøet de ligger i. Som et resultat kan et metall utvise mer enn en form for magnetisme.
Jern, for eksempel, mister sin magnetisme og blir paramagnetisk ved oppvarming over 770 ° C. Temperaturen der et metall mister magnetisk kraft kalles sin Curie-temperatur.
Jern, kobolt og nikkel er de eneste elementene som - i metallform - har Curie temperaturer over romtemperatur.
Som sådan må alle magnetiske materialer inneholde ett av disse elementene.
Vanlige ferromagnetiske metaller og deres Curie-temperaturer
| Stoff | Curie Temperatur |
| Jern (Fe) | 1418 ° F (770 ° C) |
| Kobolt (ko) | 2066 ° F (1130 ° C) |
| Nikkel (ni) | 676,4 ° F (358 ° C) |
| gadolinium | 66 ° F (19 ° C) |
| dysprosium | -301,27 ° F (-185,15 ° C) |