Zistite, aké kovy sú magnetické a prečo
Niektoré magnetické kovy sú iné ako ostatné
Archív CSA / Getty Images
Magnety sú materiály, ktoré vytvárajú magnetické polia, ktoré priťahujú špecifické kovy. Každý magnet má severný a južný pól. Opačné póly sa priťahujú, zatiaľ čo ako póly sa odpudzujú.
Zatiaľ čo väčšina magnetov je vyrobená z kovov a kovových zliatin, vedci vymysleli spôsoby, ako vytvoriť magnety z kompozitných materiálov, ako sú magnetické polyméry.
Čo vytvára magnetizmus
Magnetizmus v kovoch vzniká nerovnomerným rozložením elektrónov v atómoch určitých kovových prvkov. Nepravidelná rotácia a pohyb spôsobený touto nerovnomernou distribúciou elektrónov posúva náboj vo vnútri atómu tam a späť a vytvára magnetické dipóly.
Keď sa magnetické dipóly zarovnajú, vytvoria magnetickú doménu, lokalizovanú magnetickú oblasť, ktorá má severný a južný pól.
V nezmagnetizovaných materiáloch sú magnetické domény otočené rôznymi smermi a navzájom sa rušia. Zatiaľ čo v magnetizovaných materiáloch je väčšina týchto domén zarovnaná a smeruje rovnakým smerom, čo vytvára magnetické pole. Čím viac domén je zarovnaných, tým silnejšia je magnetická sila.
Typy magnetov
Vývoj magnetov
Grécki, indickí a čínski spisovatelia zdokumentovali základné poznatky o magnetizme pred viac ako 2000 rokmi. Väčšina tohto chápania bola založená na pozorovaní účinku magnetitu (prirodzene sa vyskytujúceho magnetického minerálu železa) na železo.
Skorý výskum magnetizmu sa uskutočnil už v 16. storočí, avšak vývoj moderných vysokopevných magnetov nastal až v 20. storočí.
Pred rokom 1940 sa permanentné magnety používali iba v základných aplikáciách, ako sú kompasy a elektrické generátory nazývané magneto. Vývoj hliníkovo-niklovo-kobaltových (Alnico) magnetov umožnil permanentným magnetom nahradiť elektromagnety v motoroch, generátoroch a reproduktoroch.
Vytvorenie samáriovo-kobaltových (SmCo) magnetov v sedemdesiatych rokoch minulého storočia vytvorilo magnety s dvojnásobnou hustotou magnetickej energie ako ktorýkoľvek predtým dostupný magnet.
Začiatkom osemdesiatych rokov viedol ďalší výskum magnetických vlastností prvkov vzácnych zemín k objavu neodymových-železo-bórových (NdFeB) magnetov, čo viedlo k zdvojnásobeniu magnetickej energie oproti SmCo magnetom.
Magnety vzácnych zemín sa teraz používajú vo všetkom, od náramkových hodiniek a iPadov až po motory hybridných vozidiel a generátory veterných turbín.
Magnetizmus a teplota
Kovy a iné materiály majú rôzne magnetické fázy v závislosti od teploty prostredia, v ktorom sa nachádzajú. V dôsledku toho môže kov vykazovať viac ako jednu formu magnetizmu.
Železo napríklad stráca svoj magnetizmus, stáva sa paramagnetickým, keď zahriate nad 1418°F (770 °C). Teplota, pri ktorej kov stráca magnetickú silu, sa nazýva jeho Curieova teplota.
Železo, kobalt a nikel sú jediné prvky, ktoré – v kovovej forme – majú Curieho teploty nad izbovou teplotou. Všetky magnetické materiály ako také musia obsahovať jeden z týchto prvkov.
Bežné feromagnetické kovy a ich Curieove teploty
| Látka | Curieova teplota |
| Železo (Fe) | 1418 °F (770 °C) |
| kobalt (Co) | 2066 °F (1130 °C) |
| Nikel (v) | 676,4 °F (358 °C) |
| Gadolínium | 66 °F (19 °C) |
| Dysprosium | -301,27 °F (-185,15 °C) |