Hiter vodič po magnetih

Magnets so povsod – od vrat hladilnika do vetrnih turbin – vendar iz česa so res narejeni in zakaj se nekateri kovini oprimejo, drugi pa ne?

Magnets so narejeni iz materialov, ki lahko ustvarijo magnetno polje, običajno kovin, kot so železo, nikelj ali kobalt, ali zlitin, ki vključujejo te elemente. Privlačijo le določene vrste kovin.

Magnets privlačijo kovino

Magnets privlačijo kovino

Če ste se kdaj spraševali, zakaj se sponka oprime magneta, zlati prstan pa ne, ta vodič vse razloži. Z magneti delam že več kot 15 let in pokazal vam bom, kaj naredi kovino magnetno in kako jo enostavno prepoznati.

Iz česa je narejen naravni magnet?

Magneti ne potrebujejo biti umetno narejeni, da obstajajo – nekateri nastanejo naravno. Ampak kaj jih naredi posebne?

Naravni magneti so narejeni iz magnetita, vrste železovega oksida. Nastanejo naravno in imajo magnetne lastnosti zaradi poravnave železovih atomov.

Naravni magnet privlači kovino

Naravni magnet

Kaj je magnetit in zakaj je magneten?

Magnetit (Fe₃O₄) je najbolj znan naravno nastali magnetni material. Nastaja v magmatskih in metamorfnih kamninah in se uporablja že stoletja, celo s strani starodavnih pomorščakov v obliki lodestonov.

Magnetit je magneten zaradi svoje edinstvene kristalne strukture. Vsebuje tako Fe²⁺ kot Fe³⁺ ione. Nepovezani elektroni v teh železovih ionih se poravnajo tako, da ustvarijo spontano magnetno polje.

Vendar niso vse kamnine, ki vsebujejo železo, magnetne. Kristalna struktura in atomska ureditev sta prav tako pomembni kot sami elementi.

Material Magnetno? Naravno? Opombe
Magnetit Da Da Naravno magneten železov oksid
Hematit No Da Vsebuje železo, vendar ni magneten
Železo (kovina) Da No Postane magnetno, ko je obdelano

Razumevanje naravnih magnetov nam pomaga ceniti, kako so industrijski magneti zasnovani za posnemanje in izboljšanje teh naravnih lastnosti.

Kateri so sestavni deli magneta?

Vsi magneti niso narejeni enako. Kaj sestavlja tipični industrijski magnet?

Večina magnetov je narejena iz feromagnetnih kovin, kot so železo, nikelj in kobalt, ali redkih zemeljskih kovin, kot sta neodim ali samarium. Izbira materialov je odvisna od namena magneta.

Primerjava pogostih vrst magnetov in materialov

Obstaja veliko vrst magnetov, vsaka z različnimi "sestavinami" ali osnovnimi materiali. Spodaj so najpogostejši:

Vrsta magneta Ključni materiali Trdnost Odpornost na temperaturo Cena
Neodim (NdFeB) Neodim, železo, bor Zelo močan Zmeren Visoka
Samarij Kobalt Samarium, kobalt Močna Zelo visoka Zelo visoka
Alnico Aluminij, nikelj, kobalt Zmeren Visoka Srednja
Ferit (keramika) Železov oksid, barij/stroncij Nizka do srednja moč Visoka Nizka

Delal sem z vsemi temi vrstami. Neodimovi magneti so najbolj razširjeni zaradi svoje moči, zlasti v majhnih velikostih. Če pa vaš projekt zahteva odpornost proti vročini – na primer v avtomobilski ali letalski industriji – je morda boljša izbira Samarium Kobalt.

Vsaka sestavina je skrbno izbrana in obdelana, da se med proizvodnjo poravnajo magnetne domene. Brez tega koraka tudi železo ne bo delovalo kot magnet.

Zaključek

Razumevanje, kaj naredi magnete magnetne, vam pomaga izbrati pravi material za vašo uporabo, naj bo to motor, senzor ali nekaj preprostega, kot je magnet za hladilnik.