Metallerin Manyetik Olduğunu ve Neden Olduğunu Öğrenin

Bazı manyetik metaller diğerlerinden farklıdır

Mıknatıslar, belirli metalleri çeken manyetik alanlar üreten malzemelerdir. Her mıknatısın bir kuzey ve bir güney kutbu vardır. Polonyalılar itmek gibi kutuplar karşısında çeker.

Çoğu mıknatıs metallerden ve metal alaşımlarından yapılırken, bilim adamları manyetik polimerler gibi kompozit malzemelerden mıknatıslar oluşturmanın yollarını bulmuşlardır.

Manyetizma Yaratan Nedir

Metallerdeki manyetizm, belli metal elementlerin atomlarındaki eşitsiz elektron dağılımı ile oluşur.

Bu eşit olmayan elektron dağılımının neden olduğu düzensiz dönme ve hareket, atomun içindeki yükü ileri geri döndürerek manyetik dipoller yaratır.

Manyetik dipoller hizalandığında, bir manyetik alan, bir kuzey ve bir güney kutbu olan bir lokal manyetik alan yaratırlar.

Manyetikleştirilmemiş materyallerde, manyetik alanlar farklı yönlere bakarlar, birbirlerini iptal ederler. Mıknatıslanmış materyallerde, bu alanların çoğu aynı yöne bakacak şekilde hizalanmakta ve bu da manyetik alan yaratmaktadır. Daha güçlü manyetik kuvveti bir araya getiren alanlar.

Mıknatıs Çeşitleri

• Kalıcı mıknatıslar (aynı zamanda sert mıknatıslar olarak da bilinir) sürekli olarak bir manyetik alan üretenlerdir. Bu manyetik alan ferromanyetizmadan kaynaklanır ve en güçlü manyetizma biçimidir.
• Geçici mıknatıslar (aynı zamanda yumuşak mıknatıslar olarak da bilinir) sadece manyetik alanın varlığında manyetiktir.
• Elektromıknatıslar , manyetik alan üretmek için bobin tellerinden geçen bir elektrik akımı gerektirir.

Mıknatısların Gelişimi

Yunan, Hint ve Çinli yazarlar, 2000 yıldan uzun bir süre önce manyetizma hakkında temel bilgileri belgelediler. Bu anlayışın çoğu, demirdeki mirasın (doğal olarak oluşan bir manyetik demir minerali) etkisini gözlemlemeye dayanıyordu.

Manyetizma üzerine yapılan ilk araştırmalar, 16. yüzyılın başlarında yapıldı, ancak modern yüksek mukavemetli mıknatısların gelişimi, 20. yüzyıla kadar oluşmadı.

1940'tan önce kalıcı mıknatıslar, pusulalar ve magnetos adı verilen elektrik jeneratörleri gibi sadece temel uygulamalarda kullanıldı. Alüminyum-nikel-kobalt (Alnico) mıknatıslarının geliştirilmesi, motorlarda, jeneratörler ve hoparlörlerdeki elektromıknatısların yerini almak için kalıcı mıknatıslara izin verdi.

1970'lerde samaryum-kobalt (SmCo) mıknatıslarının oluşturulması, önceden mevcut olan mıknatısla iki kat daha fazla manyetik enerji yoğunluğuna sahip mıknatıslar üretti.

1980'lerin başlarında, nadir toprak elementlerinin manyetik özellikleri ile ilgili daha fazla araştırma, SmCo mıknatısları üzerinde manyetik enerjinin ikiye katlanmasına yol açan neodimyum-demir-bor (NdFeB) mıknatıslarının keşfine yol açmıştır.

Nadir toprak mıknatıslar artık kol saatleri ve iPad'lerden hibrid araç motorlarına ve rüzgar türbini jeneratörlerine kadar her alanda kullanılıyor.

Manyetizma ve Sıcaklık

Metaller ve diğer materyaller, bulundukları ortamın sıcaklığına bağlı olarak farklı manyetik fazlara sahiptir. Sonuç olarak, bir metal birden fazla manyetizma biçimi sergileyebilir.

Örneğin demir, 1418 ° F'nin (770 ° C) üzerinde ısıtıldığında manyetizmasını kaybeder, paramanyetik hale gelir. Bir metalin manyetik gücü kaybettiği sıcaklık, Curie sıcaklığı olarak adlandırılır.

Demir, kobalt ve nikel, metal formda, oda sıcaklığının üzerinde Curie sıcaklıklarına sahip olan tek elementtir.

Bu şekilde, tüm manyetik malzemeler bu elemanlardan birini içermelidir.

Yaygın Ferromanyetik Metaller ve Curie Sıcaklıkları