Sužinokite, kokie metalai yra magnetiniai ir kodėl

Magnetai yra medžiagos, sukuriančios magnetinius laukus, kurie traukia specifinius metalus. Kiekvienas magnetas turi šiaurės ir pietų polius. Priešingi poliai traukia, o kaip ir stumia.

Nors dauguma magnetų yra pagaminti iš metalų ir metalų lydinių, mokslininkai sugalvojo būdus, kaip sukurti magnetus iš kompozicinių medžiagų, tokių kaip magnetiniai polimerai.

Metalų magnetizmas sukuriamas dėl netolygaus elektronų pasiskirstymo tam tikrų metalinių elementų atomai. Netaisyklingas sukimasis ir judėjimas, kurį sukelia šis netolygus elektronų pasiskirstymas, pasveria krūvį atomo viduje ir atgal, sukurdami magnetinius dipolius.

Kai magnetiniai dipoliai lygiuojasi, jie sukuria magnetinį domeną, lokalizuotą magnetinį plotą, turintį šiaurės ir pietų polius.

Nemagnetintose medžiagose magnetiniai domenai nukreipti į skirtingas puses ir panaikinti vienas kitą. Tuo tarpu įmagnetintose medžiagose dauguma šių sričių yra išlygintos, nukreiptos ta pačia kryptimi ir sukuria magnetinį lauką. Kuo daugiau sričių sulygiuos, tuo stipresnė magnetinė jėga.

• Nuolatiniai magnetai (dar žinomi kaip kieti magnetai) yra tie, kurie nuolat sukuria magnetinį lauką. Šį magnetinį lauką sukelia feromagnetizmas ir yra stipriausia magnetizmo forma.
• Laikinieji magnetai (dar vadinami minkštaisiais magnetais) yra magnetiniai, tik esant magnetiniam laukui.
• Elektromagnetai reikalauti elektros srovės tekėti per jų ritės laidus, kad būtų sukurtas magnetinis laukas.

Graikų, indų ir kinų rašytojai pagrindines žinias apie magnetizmą dokumentavo daugiau nei prieš 2000 metų. Didžioji šio supratimo dalis buvo grindžiama stebint lodestono (natūraliai esančio magnetinio geležies mineralo) poveikį geležiui.

Ankstyvieji magnetizmo tyrimai buvo atlikti jau XVI amžiuje, tačiau šiuolaikiniai didelio stiprio magnetai nebuvo sukurti iki XX amžiaus.

Iki 1940 m. Nuolatiniai magnetai buvo naudojami tik pagrindinėms reikmėms, tokioms kaip kompasai ir elektros generatoriai, vadinami magnetais. Aliuminio-nikelio-kobalto (Alnico) magnetų kūrimas leido nuolatiniams magnetams pakeisti elektromagnetus varikliuose, generatoriuose ir garsiakalbiuose.

1970-aisiais sukūrus samario-kobalto (SmCo) magnetus, buvo gauti magnetai, kurių magnetinis energijos tankis yra dvigubai didesnis nei visų anksčiau turimų magnetų.

Iki devintojo dešimtmečio pradžios tolesni retųjų žemių elementų magnetinių savybių tyrimai lėmė atradus neodimio, geležies-boro (NdFeB) magnetus, dėl kurių magnetinė energija per SmCo padvigubėjo magnetai.

Retųjų žemių magnetai dabar naudojami visose srityse - nuo laikrodžių ir „iPad“ iki hibridinių transporto priemonių variklių ir vėjo jėgainių generatorių.

Metalai ir kitos medžiagos turi skirtingas magnetines fazes, priklausomai nuo aplinkos, kurioje jie yra, temperatūros. Dėl to metalas gali turėti daugiau nei vieną formą.

Pvz., Geležis praranda savo magnetizmą ir tampa paramagnetinė kaitinamas virš 1418 ° F (770 ° C). Temperatūra, kurioje metalas praranda magnetinę jėgą, vadinama jo Curie temperatūra.

Geležis, kobaltas ir nikelis yra vieninteliai elementai, kurių metalo forma Kurio temperatūra yra aukštesnė už kambario temperatūrą. Visose magnetinėse medžiagose turi būti vienas iš šių elementų.