Panduan Ringkas tentang Magnet

Magnet ada di mana-mana—dari pintu peti sejuk hingga turbin angin—tetapi apa sebenarnya bahan mereka, dan mengapa sesetengah logam melekat manakala yang lain tidak?

Magnet diperbuat daripada bahan yang boleh menghasilkan medan magnet, biasanya logam seperti besi, nikel, atau kobalt, atau aloi yang mengandungi elemen-elemen ini. Mereka menarik hanya jenis logam tertentu.

Magnet menarik logam

Magnet menarik logam

Jika anda pernah tertanya-tanya mengapa klip kertas melekat pada magnet sementara cincin emas tidak, panduan ini menerangkannya semua. Saya telah bekerja dengan magnet selama lebih 15 tahun, dan saya akan tunjukkan apa yang menjadikan logam magnetik dan bagaimana untuk mengenal pasti dengan mudah.

Apakah bahan magnet semula jadi?

Magnet tidak perlu dibuat oleh manusia untuk wujud—beberapa berlaku secara semula jadi. Tetapi apa yang menjadikannya istimewa?

Magnet semula jadi diperbuat daripada magnetit, sejenis mineral oksida besi. Ia berlaku secara semula jadi dan mempunyai sifat magnet kerana penyelarasan atom-atom besinya.

Magnet semula jadi menarik logam

Sejenis magnet semula jadi

Apakah magnetit, dan mengapa ia magnetik?

Magnetit (Fe₃O₄) adalah bahan magnetik semula jadi yang paling terkenal. Ia terbentuk dalam batu igneus dan metamorf dan telah digunakan selama berabad-abad, malah oleh pelayar purba dalam bentuk batu magnet.

Magnetit adalah magnetik disebabkan oleh struktur kristalnya yang unik. Ia mempunyai ion Fe²⁺ dan Fe³⁺. Elektron yang tidak berpasangan dalam ion besi ini menyusun sedemikian rupa sehingga menghasilkan medan magnet spontan.

Tidak semua batu yang mengandungi besi adalah magnetik, walaupun. Struktur kristal dan susunan atom sama pentingnya dengan elemen-elemen itu sendiri.

Bahan Magnetik? Semula jadi? Nota
Magnetit Ya Ya Oksida besi magnetik semula jadi
Hematit No Ya Mengandungi besi, tetapi tidak magnetik
Besi (logam) Ya No Menjadi magnet apabila diproses

Memahami magnet semula jadi membantu kita menghargai bagaimana magnet industri direka untuk meniru dan meningkatkan sifat semula jadi ini.

Apakah bahan dalam sebuah magnet?

Tidak semua magnet dibuat sama. Apa yang terkandung dalam magnet industri biasa?

Kebanyakan magnet dibuat daripada logam feromagnetik seperti besi, nikel, dan kobalt, atau logam tanah jarang seperti neodymium atau samarium. Pemilihan bahan bergantung kepada penggunaan magnet tersebut.

Perbandingan jenis dan bahan magnet yang biasa

Terdapat banyak jenis magnet, setiap satu dengan 'bahan' atau bahan asas yang berbeza. Di bawah adalah yang paling biasa:

Jenis Magnet Bahan Utama Kekuatan Ketahanan Terhadap Suhu Kos
Neodymium (NdFeB) Neodymium, besi, boron Sangat kuat Sederhana Tinggi
Kobalti Samarium Samarium, kobalt Kuat Sangat tinggi Sangat Tinggi
Alnico Aluminium, nikel, kobalt Sederhana Tinggi Sederhana
Ferit (Seramik) Oksida besi, barium/strontium Rendah hingga sederhana Tinggi Rendah

Saya pernah bekerja dengan semua jenis ini. Magnet neodymium adalah yang paling banyak digunakan kerana kekuatannya, terutamanya dalam saiz kecil. Tetapi jika projek anda memerlukan ketahanan haba—seperti dalam automotif atau penerbangan—Samarium Kobalt mungkin pilihan yang lebih baik.

Setiap bahan dipilih dan diproses dengan teliti untuk menyusun domain magnetik semasa pengilangan. Tanpa langkah ini, malah besi tidak akan berkelakuan seperti magnet.

Kesimpulan

Memahami apa yang menjadikan magnet magnetik membantu anda memilih bahan yang sesuai untuk aplikasi anda, sama ada motor, sensor, atau sesuatu yang mudah seperti magnet peti sejuk.