Aflați ce metale sunt magnetice și de ce

Magneții sunt materiale care produc câmpuri magnetice, care atrag anumite metale. Fiecare magnet are un pol de nord și de sud. Stâlpii opuși atrage, în timp ce polii repetă.

În timp ce majoritatea magneților sunt fabricați din metale și aliaje metalice, oamenii de știință au conceput modalități de a crea magneți din materiale compozite, cum ar fi polimerii magnetici.

Ceea ce creează magnetismul

Magnetismul în metale este creat de distribuția inegală a electronilor în atomii anumitor elemente metalice.

Rotația și mișcarea neregulată cauzate de această distribuție inegală a electronilor schimbă sarcina din interiorul atomului înainte și înapoi, creând dipoli magnetici.

Atunci când dipolele magnetice aliniază ele creează un domeniu magnetic, o zonă magnetică localizată care are un pol de nord și de sud.

În materialele nemagnetizate, domeniile magnetice se confruntă în direcții diferite, anulându-se reciproc. În timp ce în materialele magnetizate, majoritatea acestor domenii sunt aliniate, îndreptate în aceeași direcție, ceea ce creează un câmp magnetic. Cele mai multe domenii care se aliniază cu forța magnetică mai puternică.

Tipuri de magneți

• Magneți permanenți (cunoscute și sub denumirea de magneți rezistenți) sunt acelea care produc constant un câmp magnetic. Acest câmp magnetic este cauzat de feromagnetism și este cea mai puternică formă de magnetism.
• Magneții temporari (cunoscute și sub denumirea de magneți moi) sunt magnetice numai în prezența unui câmp magnetic.
• electromagneți necesită ca un curent electric să circule prin firele lor de bobină pentru a produce un câmp magnetic.

Dezvoltarea magneților

Scriitorii greci, indieni și chinezi au documentat cunoștințele de bază despre magnetism cu mai mult de 2000 de ani în urmă. Cea mai mare parte a acestei înțelegeri sa bazat pe observarea efectului stratului de căptușeală (un mineral magnetic de fier care apare în mod natural) asupra fierului.

Cercetările timpurii asupra magnetismului au fost efectuate încă din secolul al XVI-lea, însă dezvoltarea unor magneți moderni de înaltă rezistență nu a avut loc decât în ​​secolul al XX-lea.

Înainte de 1940, magneții permanenți au fost utilizați numai în aplicații de bază, cum ar fi compasele și generatoarele electrice numite magnete. Dezvoltarea magneților din aluminiu-nichel-cobalt (Alnico) a permis magneților permanenți să înlocuiască electromagneții în motoare, generatoare și difuzoare.

Crearea de magneți sammariu-cobalt (SmCo) în anii 1970 a produs magneți cu o densitate de energie de două ori mai mare decât orice magnet disponibil anterior.

La începutul anilor 1980, cercetarea în continuare a proprietăților magnetice ale elementelor de pământuri rare a condus la descoperirea magneților de neodymium-fier-bor (NdFeB), ceea ce a dus la dublarea energiei magnetice asupra magneților SmCo.

Pământurile magnetice rare sunt utilizate acum în orice, de la ceasuri de mână și iPad la motoare hibride de vehicule și generatoare de turbine eoliene.

Magnetismul și temperatura

Metalele și alte materiale au diferite faze magnetice, în funcție de temperatura mediului în care sunt situate. Ca urmare, un metal poate prezenta mai mult de o formă de magnetism.

De exemplu, fierul își pierde magnetismul, devenind paramagnetic, atunci când este încălzit peste 770 ° C. Temperatura la care un metal pierde forța magnetică se numește temperatura lui Curie.

Fierul, cobaltul și nichelul sunt singurele elemente care - în formă metalică - au temperaturi Curie peste temperatura camerei.

Ca atare, toate materialele magnetice trebuie să conțină unul din aceste elemente.

Metalele feromagnetice obișnuite și temperaturile lor Curie

Substanţă	Temperatura Curie
Fier (Fe)	1418 ° F (770 ° C)
Cobalt (Co)	2066 ° F (1130 ° C)
Nichel (Ni)	356 ° C (358 ° C)
gadoliniu	66 ° F (19 ° C)
disprosiul	-301,27 ° F (-185,15 ° C)