Metallerin Manyetik Olduğunu ve Nedenini Öğrenin

Mıknatıslar, belirli metalleri çeken manyetik alanlar üreten malzemelerdir. Her mıknatısın kuzey ve güney kutbu vardır. Zıt kutuplar çeker, kutuplar iter gibi.

Mıknatısların çoğu metallerden ve metal alaşımlarından yapılırken, bilim adamları manyetik polimerler gibi kompozit malzemelerden mıknatıslar oluşturmak için yollar tasarladılar.

Metallerde manyetizma, bazı metal elementlerin atomlarındaki elektronların eşit olmayan dağılımı ile oluşturulur. Elektronların bu dengesiz dağılımının neden olduğu düzensiz dönme ve hareket, atomun içindeki yükü ileri geri kaydırır ve manyetik dipoller oluşturur.

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

Manyetize edilmemiş malzemelerde, manyetik alanlar farklı yönlere bakar ve birbirlerini iptal eder. Mıknatıslanmış malzemelerde ise, bu alanların çoğu aynı yöne bakacak şekilde hizalanır ve bu da manyetik bir alan oluşturur. Birleştirilen daha fazla alan manyetik kuvveti güçlendirir.

• Kalıcı mıknatıslar (sabit mıknatıslar olarak da bilinir) sürekli bir manyetik alan üretenlerdir. Bu manyetik alan ferromanyetizmadan kaynaklanır ve manyetizmanın en güçlü şeklidir.
• Geçici mıknatıslar (yumuşak mıknatıslar olarak da bilinir) yalnızca manyetik alanın varlığında manyetiktir.
• Elektromıknatıs manyetik alan üretmek için bobin tellerinden geçmek için bir elektrik akımı gerektirir.

Yunan, Hintli ve Çinli yazarlar 2000 yıldan daha uzun bir süre önce manyetizma hakkında temel bilgileri belgelediler. Bu anlayışın çoğu, lodestone'un (doğal olarak oluşan bir manyetik demir minerali) demir üzerindeki etkisini gözlemlemeye dayanıyordu.

Manyetizma üzerine erken araştırmalar 16. yüzyılın başlarında gerçekleştirildi, ancak modern yüksek mukavemetli mıknatısların gelişimi 20. yüzyıla kadar gerçekleşmedi.

1940'tan önce, pusulalar ve manyeto adı verilen elektrik jeneratörleri gibi temel uygulamalarda kalıcı mıknatıslar kullanılıyordu. Alüminyum-nikel-kobalt (Alnico) mıknatısların geliştirilmesi, kalıcı mıknatısların motorlardaki, jeneratörlerdeki ve hoparlörlerdeki elektromıknatısların yerini almasına izin verdi.

1970'lerde samaryum-kobalt (SmCo) mıknatısların oluşturulması, daha önce mevcut olan herhangi bir mıknatısın iki katı manyetik enerji yoğunluğuna sahip mıknatıslar üretti.

1980'lerin başında, nadir toprak elementlerinin manyetik özelliklerine dair daha fazla araştırma, SmCo üzerinde manyetik enerjinin iki katına çıkmasına neden olan neodim demir-bor (NdFeB) mıknatısların keşfi mıknatıslar.

Nadir toprak mıknatısları artık kol saatlerinden ve iPad'lerden hibrid araç motorlarına ve rüzgar türbini jeneratörlerine kadar her şeyde kullanılıyor.

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

Örneğin demir, manyetizmini kaybeder, paramanyetik hale gelir, 1418 ° F'nin üstünde ısıtılır (770 ° C). Bir metalin manyetik kuvveti kaybettiği sıcaklığa Curie sıcaklığı denir.

Demir, kobalt ve nikel, metal formda, oda sıcaklığının üzerinde Curie sıcaklıklarına sahip olan tek elementlerdir. Bu nedenle, tüm manyetik malzemeler bu elemanlardan birini içermelidir.