Gyors útmutató a mágnesekhez

A mágnesek mindenhol ott vannak—a hűtőajtóktól a szélturbinákig—de miből készülnek valójában, és miért tapadnak meg egyes fémek, míg mások nem?

A mágnesek olyan anyagokból készülnek, amelyek képesek mágneses mezőt létrehozni, általában vasból, nikkelből vagy kobaltból, vagy ezek elemeket tartalmazó ötvözetekből. Csak bizonyos típusú fémeket vonzanak.

Mágnesek vonzzák a fémet

Mágnesek vonzzák a fémet

Ha valaha is azon tűnődtél, miért ragad meg egy gemkapocs a mágnesen, míg egy aranygyűrű nem, ez az útmutató mindent elmagyaráz. Több mint 15 éve foglalkozom mágnesekkel, és megmutatom, mi teszi a fémet mágnesessé, és hogyan lehet könnyen felismerni.

Miből készül egy természetes mágnes?

A mágnesek nem feltétlenül mesterségesek—egyesek természetesen fordulnak elő. De mi teszi őket különlegessé?

A természetes mágnesek magnetitből készülnek, ami egy vasoxid ásvány. Természetes módon fordul elő, és mágneses tulajdonságai vannak az iron atomok rendeződése miatt.

Egy természetes mágnes vonzza a fémet

Egy természetes mágnes

Mi az a magnetit, és miért mágneses?

A magnetit (Fe₃O₄) a legismertebb természetes mágneses anyag. Magmás és metamorf kőzetekben alakul ki, és évszázadok óta használják, még az ókori navigátorok is lodestone formájában.

A magnetit mágneses a különleges kristályszerkezete miatt. Mind Fe²⁺, mind Fe³⁺ ionokat tartalmaz. Ezekben az iron ionokban lévő páratlan elektronok úgy rendeződnek, hogy spontán mágneses mezőt hoznak létre.

Nem minden vasat tartalmazó kőzet mágneses azonban. A kristályszerkezet és az atomos elrendezés ugyanolyan fontos, mint az elemek maga.

Anyag Mágneses? Természetes? Megjegyzések
Magnetit Igen Igen Természetes mágneses vasoxid
Hematit No Igen Vasat tartalmaz, de nem mágneses
Vas (fém) Igen No Feldolgozás után mágnesessé válik

A természetes mágnesek megértése segít megérteni, hogyan tervezi az ipari mágneseket, hogy utánozzák és fokozzák ezeket a természetes tulajdonságokat.

Milyen összetevői vannak egy mágnesnek?

Nem minden mágnes egyforma. Mit tartalmaz egy tipikus ipari mágnes?

A legtöbb mágnes ferromágneses fémekből készül, mint például vas, nikkel és kobalt, vagy ritkaföldfémekből, mint például neodímium vagy szamárium. Az anyagválasztás a mágnes felhasználásától függ.

Általános mágnes típusok és anyagok összehasonlítása

Számos mágnes típus létezik, mindegyik különböző „összetevőkkel” vagy alapanyagokkal. Az alábbiak a leggyakoribbak:

Mágnes típus Kulcsfontosságú anyagok Erősség Hőállóság Költség
Neodímium (NdFeB) Neodímium, vas, bór Nagyon erős Közepes Magas
Samarium-kobalt Samarium, kobalt Erős Nagyon magas Nagyon magas
Alnico Alumínium, nikkel, kobalt Közepes Magas Közepes
Ferrit (Kerámia) Vas-oxid, bárium/sztrontium Alacsony és közepes Magas Alacsony

Minden típusával dolgoztam már. A neodímium mágnesek a legelterjedtebben használtak erejük miatt, különösen kis méretekben. De ha a projekted hőállóságot igényel—például autóiparban vagy repülőgépiparban—a szamárium-kobalt lehet a jobb választás.

Minden összetevőt gondosan kiválasztanak és feldolgoznak, hogy a mágneses domének igazodjanak a gyártás során. Enélkül még a vas sem viselkedne mágnesként.

Következtetés

Az, hogy mi teszi a mágneseket mágnesessé, segít kiválasztani a megfelelő anyagot a felhasználásodhoz, legyen az motor, érzékelő vagy egyszerű dolog, mint egy hűtőmágnes.