Ontdek welke metalen magnetisch zijn en waarom

Magneten zijn materialen die magnetische velden produceren die specifieke metalen aantrekken. Elke magneet heeft een noord- en een zuidpool. Tegenovergestelde palen trekken aan, terwijl soortgelijke palen afstoten.

Hoewel de meeste magneten zijn gemaakt van metalen en metaallegeringen, hebben wetenschappers manieren bedacht om magneten te maken van composietmaterialen, zoals magnetische polymeren.

Magnetisme in metalen ontstaat door de ongelijke verdeling van elektronen in atomen van bepaalde metalen elementen. De onregelmatige rotatie en beweging die door deze ongelijke verdeling van elektronen wordt veroorzaakt, verschuiven de lading in het atoom heen en weer, waardoor magnetische dipolen ontstaan.

Wanneer magnetische dipolen uitlijnen, creëren ze een magnetisch domein, een gelokaliseerd magnetisch gebied met een noord- en een zuidpool.

In niet-gemagnetiseerde materialen wijzen magnetische domeinen in verschillende richtingen, waardoor ze elkaar opheffen. Terwijl bij gemagnetiseerde materialen de meeste van deze domeinen zijn uitgelijnd en in dezelfde richting wijzen, wat een magnetisch veld creëert. Hoe meer domeinen met elkaar in lijn zijn, hoe sterker de magnetische kracht.

• Permanente magneten (ook wel harde magneten genoemd) zijn die die constant een magnetisch veld produceren. Dit magnetische veld wordt veroorzaakt door ferromagnetisme en is de sterkste vorm van magnetisme.
• Tijdelijke magneten (ook bekend als zachte magneten) zijn alleen magnetisch in aanwezigheid van een magnetisch veld.
• Elektromagneten hebben een elektrische stroom nodig om door hun spoeldraden te lopen om een ​​magnetisch veld te produceren.

Griekse, Indiase en Chinese schrijvers documenteerden meer dan 2000 jaar geleden basiskennis over magnetisme. Het grootste deel van dit inzicht was gebaseerd op het observeren van het effect van lodestone (een natuurlijk voorkomend magnetisch ijzermineraal) op ijzer.

Vroeg onderzoek naar magnetisme werd al in de 16e eeuw uitgevoerd, maar de ontwikkeling van moderne magneten met hoge sterkte vond pas in de 20e eeuw plaats.

Vóór 1940 werden permanente magneten alleen gebruikt in basistoepassingen, zoals kompassen en elektrische generatoren, magneto's genaamd. Door de ontwikkeling van aluminium-nikkel-kobalt (Alnico) magneten konden permanente magneten elektromagneten in motoren, generatoren en luidsprekers vervangen.

De creatie van samarium-kobalt (SmCo) -magneten in de jaren 70 leverde magneten op met tweemaal zoveel magnetische energiedichtheid als alle eerder beschikbare magneten.

Tegen het begin van de jaren tachtig leidde verder onderzoek naar de magnetische eigenschappen van zeldzame aardelementen tot de ontdekking van neodymium-ijzer-boor (NdFeB) magneten, wat leidde tot een verdubbeling van de magnetische energie over SmCo magneten.

Zeldzame-aardemagneten worden nu in alles gebruikt, van horloges en iPads tot hybride voertuigmotoren en windturbine-generatoren.

Metalen en andere materialen hebben verschillende magnetische fasen, afhankelijk van de temperatuur van de omgeving waarin ze zich bevinden. Hierdoor kan een metaal meer dan één vorm van magnetisme vertonen.

IJzer verliest bijvoorbeeld zijn magnetisme en wordt paramagnetisch wanneer verwarmd boven 1418 ° F (770 ° C). De temperatuur waarbij een metaal magnetische kracht verliest, wordt de Curie-temperatuur genoemd.

IJzer, kobalt en nikkel zijn de enige elementen die - in metaalvorm - Curietemperaturen boven kamertemperatuur hebben. Als zodanig moeten alle magnetische materialen een van deze elementen bevatten.