Mõned magnetilised metallid on teistest erinevad
Magnetid on materjale, mis toodavad magnetilisi välju, mis meelitavad ligi teatud metalli. Igal magnetil on põhja ja lõuna pool. Vastupidi poolused meelitavad, samas kui poolid tõrjuvad.
Kuigi enamus magnetid on valmistatud metallidest ja metallisulamitest, on teadlased välja töötanud komposiitmaterjalidest magnetite, näiteks magnetpolümeeride, valmistamise võimalused.
Mis loob magnetismi
Metallide magnetism tuleneb elektronide ebaühtlasest jaotumisest teatud metallelementide aatomites.
Ebaregulaarne pöörlemine ja liikumine, mis on põhjustatud elektronide ebaühtlasest jaotumisest, nihutab laengu aatomisse edasi-tagasi, tekitades magnetdipole.
Kui magnetdipolüürid ühendavad, loovad nad magnetdomeeni, lokaliseeritud magnetpiirkonna, millel on põhja ja lõunapool.
Mittemagnetiseerimata materjalides on magnetdomeenid erinevates suundades nägemas, teineteist tühjendades. Magnetilistel materjalidel on enamik nendest domeenidest joondatud, viidates samas suunas, mis loob magnetvälja. Mida rohkem domeene ühildub, seda tugevam on magnetvälja tugevus.
Magnete tüübid
- Püsivad magnetid (tuntud ka kui rasked magnetid) on need, mis pidevalt toodavad magnetvälja. See magnetvälja põhjustab ferromagnetism ja on tugevam magnetism.
- Ajutised magnetid (tuntud ka kui pehmed magnetid) on magnetilised ainult magnetvälja juuresolekul.
- Elektromagnetid vajavad magnetvälja tekitamiseks oma voolujuhtmete kaudu elektrivoolu.
Magnetide arendamine
Kreeka, India ja Hiina kirjanikud dokumenteerisid põhjalikke teadmisi magnetismi kohta rohkem kui 2000 aastat tagasi. Enamik sellest arusaamist põhines rauast pärineva loodusliku magnetilise raua mineraalivahendi toime tagajärgede jälgimisele.
Magnetismi varajased uuringud viidi läbi juba 16. sajandil, kuid kaasaegsete tugevate magnetete väljatöötamine ei tohtinud alles 20. sajandil.
Enne 1940. aastat kasutati püsimagnete ainult põhilistes rakendustes, nagu näiteks kompassid ja elektrimootorid, mida nimetatakse magnetosiks. Alumiiniumnukli-koobalti (Alnico) magnetite väljatöötamine võimaldas püsimagnetid elektromagnetide asendamiseks mootorites, generaatorites ja valjuhääldites.
1970-ndatel samariumi-koobalti (SmCo) magnetid moodustasid magnetid, millel oli kahekordne magnetilise energia tihedus kui kõik varem kättesaadavad magnetid.
1980-ndate aastate alguses viidi haruldaste muldmetallide magnetiliste omaduste edasine uurimine läbi neodüüm-rauda-boori (NdFeB) magnetid, mille tulemusel magnetiline energia kahekordistus SmCo magnetites.
Haruldasi maaväliseid magnetid kasutatakse nüüd kõigest alates käekelladest ja iPadidest hübriidsõidukite mootoritest ja tuuleturbiini generaatoritest.
Magnetism ja temperatuur
Metallidel ja muudel materjalidel on erinevad magnetfaasid, olenevalt ümbritseva keskkonna temperatuurist. Selle tulemusena võib metallil olla rohkem kui üks magnetiline vorm.
Raud kaotab oma magnetismi, muutudes paramagnetilisemaks, kui seda kuumutatakse temperatuuril üle 1418 ° F (770 ° C). Temperatuuri, mille juures metall kaotab magnetilise jõu, nimetatakse selle Curie'i temperatuuriks.
Raud, koobalt ja nikkel on ainsad elemendid, mis - metallilisel kujul - on Curie temperatuurid üle toatemperatuuri.
Sellisena peavad kõik magnetilised materjalid sisaldama ühte nendest elementidest.
Üldised ferromagnetilised metallid ja nende küünte temperatuurid
| Aine | Küüsi temperatuur |
| Raud (Fe) | 1418 ° F (770 ° C) |
| Koobalt (Co) | 2066 ° F (1130 ° C) |
| Nikkel (Ni) | 676,4 ° F (358 ° C) |
| Gadoliinium | 66 ° F (19 ° C) |
| Düsproosium | -301,27 ° F (-185,15 ° C) |