Tudja meg, hogy a fémek mágnesesek és miért

A mágnesek olyan anyagok, amelyek mágneses tereket hoznak létre, amelyek vonzzák a meghatározott fémeket. Minden mágnesnek van egy északi és egy déli pólusa. Az ellenkező oszlopok vonzódnak, miközben a pólusok visszatükrözik.

Míg a legtöbb mágnes fémből és fémötvözetekből készül, a tudósok kidolgozták a mágnesek kompozit anyagokból, például mágneses polimerekből történő előállításának módját.

A fémek mágnesességét az elektronok egyenetlen eloszlása ​​hozza létre egyes fémelemek atomjaiban. Az elektronok ezen egyenetlen eloszlása ​​által okozott szabálytalan forgás és mozgás elmozdítja a töltést az atom belsejében oda-vissza, mágneses dipólokat hozva létre.

Amikor a mágneses dipólok igazodnak, mágneses domént hoznak létre, egy lokalizált mágneses területet, amelynek északi és déli pólusa van.

Nem mágneses anyagokban a mágneses domének különböző irányokba néznek, és így kiiktatják egymást. Míg a mágnesezett anyagokban ezeknek a doméneknek a nagy része igazodik, ugyanabba az irányba mutat, és így mágneses teret hoz létre. Minél több domén van egymáshoz igazítva, annál erősebb a mágneses erő.

• Állandó mágnesek (más néven kemény mágnesek) azok, amelyek állandóan mágneses teret generálnak. Ezt a mágneses teret a ferromagnetizmus okozza, és ez a mágnesesség legerősebb formája.
• Ideiglenes mágnesek (más néven lágy mágnesek) csak mágnesesek, mágneses mező jelenlétében.
• Elektromágnes elektromos áramot igényelnek, hogy áthaladjon a tekercs vezetékein a mágneses mező létrehozása érdekében.

A görög, indiai és kínai írók több mint 2000 évvel ezelőtt dokumentálták a mágnesesség alapvető ismereteit. Ennek a megértésnek a nagy része a lodestone (a természetben előforduló mágneses vas ásványi anyag) vasra gyakorolt ​​hatásának megfigyelésén alapult.

A mágnesesség korai kutatására már a 16. században került sor, azonban a modern nagy szilárdságú mágnesek kifejlesztése csak a 20. században ment végbe.

1940 előtt az állandó mágneseket csak alapvető alkalmazásokban használták, például az iránytűket és az elektromos generátorokat, amelyeket magnetosznak hívtak. Az alumínium-nikkel-kobalt (Alnico) mágnesek kifejlesztése lehetővé tette az állandó mágnesek számára a motorok, generátorok és hangszórók elektromágneseinek cseréjét.

A szamárium-kobalt (SmCo) mágnesek létrehozása az 1970-es években olyan mágneseket hozott létre, amelyek kétszer annyi mágneses energia-sűrűséggel rendelkeznek, mint bármely korábban rendelkezésre álló mágnes.

Az 1980-as évek elejére a ritkaföldfémek mágneses tulajdonságainak további kutatása vezetett a neodímium-vas-bór (NdFeB) mágnesek felfedezése, amelyek a mágneses energia megkettőződéséhez vezettek a SmCo-nál mágnesek.

A ritkaföldfém mágneseket mostantól mindenben használják, a karóra és az iPad készülékek között, a hibrid járműmotorokig és a szélturbina generátorokig.

A fémek és más anyagok eltérő mágneses fázissal rendelkeznek, attól függően, hogy milyen hőmérsékleten működnek a környezet. Ennek eredményeként egy fém többféle mágnesességgel rendelkezhet.

Például a vas elveszíti mágnesességét, amikor paramagnetikusvá válik 1418 ° F felett melegítve (770 ° C). Azon hőmérsékletet, amelyen egy fém elveszíti a mágneses erőt, Curie-hőmérsékletnek nevezzük.

Vas, kobalt és nikkel az egyetlen elem, amelynek - fém formájában - Curie-hőmérséklete szobahőmérséklet felett van. Mint ilyen, minden mágneses anyagnak tartalmaznia kell ezen elemek egyikét.