Isang Mabilis na Gabay sa mga Magnet

Nasa paligid ang mga magnet—mula sa pinto ng refrigerator hanggang sa mga wind turbine—pero ano talaga ang kanilang gawa, at bakit may ilang metal na dumikit habang ang iba ay hindi?

Gawa ang mga magnet mula sa mga materyal na makakalikha ng magnetic field, karaniwang mga metal tulad ng bakal, nikel, o kobalt, o mga haluang metal na naglalaman ng mga elementong ito. Nakakaakit lamang sila ng ilang uri ng metal.

Magnet na humihila ng metal

Magnet na humihila ng metal

Kung naisip mo kung bakit nakakapit ang paperclip sa magnet habang ang singsing na ginto ay hindi, binabaliwanag ng gabay na ito ang lahat. Mahigit 15 taon na akong nagtatrabaho sa mga magnet, at ipapakita ko sa iyo kung ano ang nagpapamagnetize sa isang metal at kung paano ito madaling matukoy.

Ano ang gawa ng isang natural na magnet?

Hindi kailangang gawa ng tao ang mga magnet upang umiral—may ilan na nangyayari nang natural. Pero ano ang nagpapaspecial sa kanila?

Ang mga natural na magnet ay gawa sa magnetite, isang uri ng mineral na iron oxide. Nangyayari ito nang natural at may magnetic properties dahil sa pagkakaayos ng mga atom ng bakal nito.

Ang isang likas na magnet ay humihila ng metal

Isang natural na magnet

Ano ang magnetite, at bakit ito magnetic?

Ang magnetite (Fe₃O₄) ang pinaka-kilalang likas na magnetic na materyal. Nabubuo ito sa mga igneous at metamorphic na bato at ginagamit na ito sa loob ng maraming siglo, kahit pa ng mga sinaunang navigator sa anyo ng lodestones.

Ang magnetite ay magnetic dahil sa kakaibang estruktura ng kristal nito. Mayroon itong parehong Fe²⁺ at Fe³⁺ ions. Ang mga hindi nakapirming electrons sa mga iron ions na ito ay nag-aayos sa isang paraan na lumilikha ng isang kusang magnetic field.

Hindi lahat ng bato na naglalaman ng bakal ay magnetic, gayunpaman. Ang estruktura ng kristal at pagkakaayos ng mga atom ay kasinghalaga ng mga elementong ito mismo.

Materyal Magnetic? Natural? Mga Tala
Magnetite Oo Oo Likas na magnetic na iron oxide
Hematite No Oo Naglalaman ng bakal, ngunit hindi magnetic
Bakal (metal) Oo No Naging magnetic kapag na-proseso

Ang pag-unawa sa mga natural na magneto ay tumutulong sa atin na maunawaan kung paano dinisenyo ang mga industriyal na magnet upang gayahin at pahusayin ang mga natural na katangiang ito.

Ano ang mga sangkap sa isang magnet?

Hindi lahat ng magnet ay pare-pareho ang paggawa. Ano ang mga nilalagay sa isang karaniwang industriyal na magnet?

Karamihan sa mga magnet ay gawa sa ferromagnetic na mga metal tulad ng bakal, nikel, at kobalto, o mga bihirang lupa na metal tulad ng neodymium o samarium. Ang pagpili ng mga materyales ay nakadepende sa gamit ng magnet.

Paghahambing ng mga karaniwang uri ng magnet at materyales

Maraming uri ng magnet, bawat isa ay may iba't ibang “sangkap” o pangunahing materyales. Narito ang pinaka-karaniwan:

Uri ng Magneto Pangunahing Materyales Lakas Resistensya sa Temperatura Gastos
Neodymium (NdFeB) Neodymium, bakal, boron Napakalakas Katamtaman Mataas
Samarium Cobalt Samarium, kobalto Malakas Napakataas Napakataas
Alnico Aluminum, nickel, cobalt Katamtaman Mataas Katamtaman
Ferrite (Ceramic) Iron oxide, baryum/strontium Mababa hanggang katamtaman Mataas Mababa

Nakapagtrabaho na ako sa lahat ng uri na ito. Ang mga neodymium na magnet ay ang pinaka-malawak na ginagamit dahil sa kanilang lakas, lalo na sa maliliit na sukat. Pero kung ang iyong proyekto ay nangangailangan ng resistensya sa init—tulad sa automotive o aerospace—maaaring mas magandang piliin ang Samarium Kobalt.

Bawat sangkap ay maingat na pinipili at pinoproseso upang maayos na ma-align ang mga magnetic domain sa panahon ng paggawa. Kung walang prosesong ito, kahit ang bakal ay hindi gagana bilang magnet.

Konklusyon

Ang pag-unawa kung ano ang nagpapamagneto sa mga magnet ay tumutulong sa iyo na pumili ng tamang materyal para sa iyong aplikasyon, maging ito man ay isang motor, isang sensor, o isang simpleng magnet sa refrigerator.