Sommige magnetische metalen zijn anders dan andere
Magneten zijn materialen die magnetische velden produceren, die specifieke metalen aantrekken. Elke magneet heeft een noord- en een zuidpool. Tegenoverliggende polen trekken aan, terwijl net zoals palen afstoten.
Hoewel de meeste magneten zijn gemaakt van metalen en metaallegeringen, hebben wetenschappers manieren bedacht om magneten te maken op basis van composietmaterialen, zoals magnetische polymeren.
Wat magnetisme creëert
Magnetisme in metalen wordt gecreëerd door de ongelijke verdeling van elektronen in atomen van bepaalde metalen elementen.
De onregelmatige rotatie en beweging veroorzaakt door deze ongelijke verdeling van elektronen verschuift de lading binnen het atoom heen en weer, waardoor magnetische dipolen ontstaan.
Wanneer magnetische dipolen worden uitgelijnd, creëren ze een magnetisch domein, een gelokaliseerd magnetisch gebied met een noord- en een zuidpool.
In niet-gemagnetiseerde materialen zijn magnetische domeinen in verschillende richtingen geplaatst, waardoor ze elkaar opheffen. Terwijl in gemagnetiseerde materialen de meeste van deze domeinen zijn uitgelijnd, wijzend in dezelfde richting, waardoor een magnetisch veld ontstaat. Hoe meer domeinen op elkaar aansluiten, hoe sterker de magnetische kracht.
Soorten magneten
- Permanente magneten (ook bekend als harde magneten) zijn magneten die constant een magnetisch veld produceren. Dit magnetisch 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 spiraaldraden te lopen om een magnetisch veld te produceren.
De ontwikkeling van magneten
Griekse, Indiase en Chinese schrijvers documenteerden meer dan 2000 jaar geleden basiskennis over magnetisme. Het grootste deel van dit begrip was gebaseerd op het waarnemen van het effect van lodestone (een van nature voorkomend magnetisch ijzermineraal) op ijzer.
Al in de 16e eeuw werd al vroeg onderzoek gedaan naar magnetisme, maar de ontwikkeling van moderne magneten met hoge sterkte gebeurde pas in de 20e eeuw.
Vóór 1940 werden permanente magneten gebruikt in alleen 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 1970 produceerde magneten met twee keer zoveel magnetische energiedichtheid als elke eerder beschikbare magneet.
Aan het begin van de jaren tachtig leidde verder onderzoek naar de magnetische eigenschappen van zeldzame aarde-elementen tot de ontdekking van magneten van neodymium-ijzer-boor (NdFeB), wat leidde tot een verdubbeling van de magnetische energie over SmCo-magneten.
Zeldzame aardmagneten worden nu overal gebruikt, van polshorloges en iPads tot hybride voertuigmotoren en windturbinegeneratoren.
Magnetisme en temperatuur
Metalen en andere materialen hebben verschillende magnetische fasen, afhankelijk van de temperatuur van de omgeving waarin ze zich bevinden. Dientengevolge kan een metaal meer dan één vorm van magnetisme vertonen.
IJzer bijvoorbeeld verliest zijn magnetisme en wordt paramagnetisch wanneer het wordt verwarmd boven 1418 ° F (770 ° C). De temperatuur waarbij een metaal magnetische kracht verliest, wordt de Curietemperatuur genoemd.
IJzer, kobalt en nikkel zijn de enige elementen die - in metaalvorm - Curie-temperaturen boven kamertemperatuur hebben.
Als zodanig moeten alle magnetische materialen een van deze elementen bevatten.
Common Ferromagnetic Metals and Their Curie Temperatures
| Stof | Curietemperatuur |
| Ijzer (Fe) | 1418 ° F (770 ° C) |
| Cobalt (Co) | 2066 ° F (1130 ° C) |
| Nikkel (Ni) | 676.4 ° F (358 ° C) |
| Gadolinium | 66 ° F (19 ° C) |
| Dysprosium | -301.27 ° F (-185,15 ° C) |