Vissa magnetiska metaller är olika än andra
Magneter är material som producerar magnetiska fält som lockar specifika metaller. Varje magnet har en nord och en sydpol. Motsatta poler lockar, medan polacker försämrar sig.
Medan de flesta magneter är gjorda av metaller och metalllegeringar, har forskare utformat sätt att skapa magneter från kompositmaterial, som magnetiska polymerer.
Vad skapar magnetism
Magnetism i metaller skapas av ojämn fördelning av elektroner i atomer av vissa metallelement.
Den oregelbundna rotation och rörelse som orsakas av denna ojämn fördelning av elektroner skiftar laddningen inuti atomen fram och tillbaka, vilket skapar magnetiska dipoler.
När magnetiska dipoler anpassar skapar de en magnetisk domän, ett lokaliserat magnetiskt område som har en nord och en sydpol.
I magnetiska domäner står magnetiska domäner i olika riktningar och avbryter varandra. I magnetiserade material är de flesta av dessa domäner inriktade och pekar i samma riktning, vilket skapar ett magnetfält. Ju fler domäner som sammanfogar ju starkare den magnetiska kraften.
Typer av magneter
- Permanenta magneter (även kända som hårda magneter) är de som ständigt producerar ett magnetfält. Detta magnetfält orsakas av ferromagnetism och är den starkaste formen av magnetism.
- Tillfälliga magneter (även kända som mjuka magneter) är magnetiska endast i närvaro av ett magnetfält.
- Elektromagneterna kräver en elektrisk ström att springa genom sina spolkablar för att producera ett magnetfält.
Utvecklingen av magneter
Grekiska, indiska och kinesiska författare dokumenterade grundläggande kunskaper om magnetism för mer än 2000 år sedan. Den största delen av denna förståelse var baserad på att observera effekten av lodestone (ett naturligt förekommande magnetiskt järnmineral) på järn.
Tidig forskning om magnetism genomfördes redan i 1600-talet, men utvecklingen av moderna magneter med hög styrka uppstod inte förrän i 20-talet.
Före 1940 användes permanenta magneter i endast grundläggande applikationer, såsom kompasser och elektriska generatorer som kallas magnetos. Utvecklingen av magneter av aluminium-nickel-kobolt (Alnico) gav permanentmagneter som ersätter elektromagneter i motorer, generatorer och högtalare.
Skapandet av samarium-kobolt (SmCo) magneter på 1970-talet producerade magneter med dubbelt så mycket magnetisk energitäthet som någon tidigare tillgänglig magnet.
I början av 1980-talet ledde ytterligare undersökning av magnetiska egenskaper hos sällsynta jordartsmetaller till upptäckten av magneter av neodym-järnbor (NdFeB), vilket ledde till en fördubbling av magnetisk energi över SmCo-magneter.
Sällsynta jordmagneter används nu i allt från armbandsur och iPads till hybridfordonmotorer och vindkraftverk.
Magnetism och temperatur
Metaller och andra material har olika magnetiska faser, beroende på temperaturen i miljön där de befinner sig. Som ett resultat kan en metall uppvisa mer än en form av magnetism.
Järn förlorar exempelvis sin magnetism, blir paramagnetisk när den upphettas över 1418 ° F (770 ° C). Temperaturen vid vilken en metall förlorar magnetisk kraft kallas dess Curie-temperatur.
Järn, kobolt och nickel är de enda elementen som - i metallform - har Curie temperaturer över rumstemperaturen.
Som sådant måste alla magnetiska material innehålla ett av dessa element.
Vanliga Ferromagnetiska Metaller och deras Curie Temperaturer
| Ämne | Curie Temperatur |
| Järn (Fe) | 1418 ° F (770 ° C) |
| Kobolt (Co) | 2066 ° F (1130 ° C) |
| Nickel (Ni) | 676,4 ° F (358 ° C) |
| Gadolinium | 66 ° F (19 ° C) |
| dysprosium | -301,27 ° F (-185,15 ° C) |