Una guida rapida ai magneti

I magneti sono ovunque—dalle porte del frigorifero alle turbine eoliche—ma di cosa sono realmente fatti e perché alcuni metalli si attaccano mentre altri no?

I magneti sono fatti di materiali in grado di produrre un campo magnetico, solitamente metalli come ferro, nichel o cobalto, o leghe che includono questi elementi. Attraggono solo tipi specifici di metalli.

Magneti che attirano il metallo

Magneti che attirano il metallo

Se ti sei mai chiesto perché una graffetta si aggrappa a un magnete mentre un anello d’oro no, questa guida lo spiega tutto. Ho lavorato con i magneti per oltre 15 anni e ti mostrerò cosa rende un metallo magnetico e come identificarlo facilmente.

Di cosa è fatto un magnete naturale?

I magneti non devono essere fatti dall’uomo per esistere—alcuni si trovano naturalmente. Ma cosa li rende speciali?

I magneti naturali sono fatti di magnetite, un tipo di minerale di ossido di ferro. Si trova naturalmente e ha proprietà magnetiche grazie all’allineamento dei suoi atomi di ferro.

Un magnete naturale attrae il metallo

Un magnete naturale

Cos’è la magnetite e perché è magnetica?

La magnetite (Fe₃O₄) è il materiale magnetico naturale più conosciuto. Si forma in rocce ignee e metamorfiche ed è stata usata per secoli, anche dagli antichi navigatori sotto forma di pietre magnetiche.

La magnetite è magnetica grazie alla sua struttura cristallina unica. Contiene sia ioni Fe²⁺ che Fe³⁺. Gli elettroni non appaiati in questi ioni di ferro si allineano in modo da creare un campo magnetico spontaneo.

Tuttavia, non tutte le rocce contenenti ferro sono magnetiche. La struttura cristallina e l’organizzazione atomica sono altrettanto importanti quanto gli elementi stessi.

Materiale Magnetico? Naturale? Note
Magnetite Sì Sì Ossido di ferro naturalmente magnetico
Ematite No Sì Contiene ferro, ma non è magnetica
Ferro (metallo) Sì No Diventa magnetico quando viene lavorato

Comprendere i magneti naturali ci aiuta ad apprezzare come i magneti industriali siano progettati per replicare e migliorare queste proprietà naturali.

Quali sono gli ingredienti di un magnete?

Non tutti i magneti sono fatti allo stesso modo. Cosa entra in un magnete industriale tipico?

La maggior parte dei magneti sono realizzati con metalli ferromagnetici come ferro, nichel e cobalto, o con metalli delle terre rare come neodimio o samario. La scelta dei materiali dipende dall'uso del magnete.

Confronto tra tipi e materiali comuni di magneti

Esistono molti tipi di magneti, ognuno con diversi “ingredienti” o materiali di base. Di seguito i più comuni:

Tipo di magnete Materiali Chiave Forza Resistenza alla Temperatura Costo
Neodimio (NdFeB) Neodimio, ferro, boro Molto forte Moderata Alta
Samario Cobalto Samario, cobalto Forte Molto alta Molto Alto
Alnico Alluminio, nichel, cobalto Moderata Alta Medio
Ferrite (Ceramico) Ossido di ferro, bario/stronzio Basso a medio Alta Basso

Ho lavorato con tutti questi tipi. I magneti al neodimio sono i più usati grazie alla loro potenza, soprattutto in dimensioni ridotte. Ma se il tuo progetto richiede resistenza al calore—come in automotive o aerospaziale—il Samario Cobalto potrebbe essere la scelta migliore.

Ogni ingrediente è accuratamente selezionato e processato per allineare i domini magnetici durante la produzione. Senza questo passaggio, anche il ferro non si comporterebbe come un magnete.

Conclusione

Capire cosa rende i magneti magnetici ti aiuta a scegliere il materiale giusto per la tua applicazione, che si tratti di un motore, un sensore o qualcosa di semplice come un magnete per il frigorifero.