Lær hvilke metaller som er magnetiske og hvorfor

Magneter er materialer som produserer magnetiske felt, som tiltrekker seg spesifikke metaller. Hver magnet har en nord- og en sørpol. Motsatte poler tiltrekker seg, mens som poler avviser.

Mens de fleste magneter er laget av metaller og metalllegeringer, har forskere utviklet måter å lage magneter fra sammensatte materialer, for eksempel magnetiske polymerer.

Magnetisme i metaller er skapt av ujevn fordeling av elektroner i atomer i visse metallelementer. Den uregelmessige rotasjonen og bevegelsen forårsaket av denne ujevne distribusjonen av elektroner forskyver ladningen inne i atomet frem og tilbake, og skaper magnetiske dipoler.

Når magnetiske dipoler er på linje, skaper de et magnetisk domene, et lokalisert magnetisk område som har en nord- og en sørpol.

I umagnetiserte materialer møter magnetiske domener i forskjellige retninger og avbryter hverandre. Mens magnetiserte materialer er de fleste av disse domenene på linje, og peker i samme retning, noe som skaper et magnetfelt. Jo flere domener som samkjører, jo sterkere er den magnetiske kraften.

• 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 for 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 spiraltrådene sine for å produsere et magnetfelt.

Greske, indiske og kinesiske forfattere dokumenterte grunnleggende kunnskap om magnetisme for mer enn 2000 år siden. Det meste av denne forståelsen var basert på å observere effekten av lodestone (et naturlig forekommende magnetisk jernmineral) på jern.

Tidlig forskning på magnetisme ble utført allerede på 1500-tallet, men utviklingen av moderne høystyrke-magneter skjedde ikke før på 1900-tallet.

Før 1940 ble permanente magneter brukt i bare grunnleggende applikasjoner, for eksempel kompasser og elektriske generatorer kalt magnetos. Utviklingen av aluminium-nikkel-kobolt (Alnico) magneter tillot permanente magneter å erstatte elektromagneter i motorer, generatorer og høyttalere.

Opprettelsen av samarium-kobolt (SmCo) magneter på 1970-tallet produserte magneter med dobbelt så mye magnetisk energitetthet som en tidligere tilgjengelig magnet.

På begynnelsen av 1980-tallet førte videre forskning på magnetiske egenskaper til sjeldne jordartselementer oppdagelse av neodymium-jern-bor (NdFeB) magneter, noe som førte til en dobling av den magnetiske energien over SmCo magneter.

Sjeldne jordmagneter brukes nå i alt fra armbåndsur og iPad-er til hybride kjøretøysmotorer og vindmøllegeneratorer.

Metaller og andre materialer har forskjellige magnetiske faser, avhengig av temperaturen i miljøet de befinner seg i. Som et resultat kan et metall utvise mer enn en form for magnetisme.

Jern mister for eksempel magnetismen og blir paramagnetisk når oppvarmet over 1418 ° F (770 ° C). Temperaturen som et metall mister magnetisk kraft kalles Curie-temperaturen.

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.