เรียนรู้ว่าโลหะเป็นแม่เหล็กและทำไม

โลหะแม่เหล็กบางชนิดแตกต่างจากโลหะอื่น ๆ

แม่เหล็กเป็นวัสดุที่ผลิตสนามแม่เหล็กซึ่งดึงดูดโลหะเฉพาะ แม่เหล็กทุกตัวมีขั้วเหนือและขั้วใต้ เสาตรงกันข้ามดึงดูดขณะที่เสาเหมือนขับไล่

แม้ว่าแม่เหล็กส่วนใหญ่จะทำจากโลหะและโลหะผสมนักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นวิธีการสร้างแม่เหล็กจากวัสดุคอมโพสิตเช่นโพลิเมอร์แม่เหล็ก

สิ่งที่สร้างแม่เหล็ก

แม่เหล็กในโลหะเกิดจากการกระจายตัวของอิเล็กตรอนในอะตอมของธาตุโลหะบางอย่างที่ไม่สม่ำเสมอ

การหมุนและการเคลื่อนที่ผิดปกติที่เกิดจากการกระจายตัวของอิเล็กตรอนที่ไม่เท่ากันนี้จะเลื่อนการประจุภายในอะตอมไปมาและสร้างไดโพล

เมื่อ dipoles แม่เหล็กจัดพวกเขาสร้างโดเมนแม่เหล็กพื้นที่แม่เหล็กที่มีขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้

ในโดเมนที่มีการเชื่อมต่อกันและกันโดเมนแม่เหล็กจะหันไปหาทิศทางที่แตกต่างออกไป ในขณะที่วัสดุที่ถูกทำให้แข็งตัวส่วนใหญ่ของโดเมนเหล่านี้จะจัดเรียงชิดกันชี้ไปในทิศทางเดียวกันซึ่งจะสร้างสนามแม่เหล็ก ยิ่งโดเมนที่สอดคล้องกันแรงแม่เหล็กมากเท่าใด

ประเภทของแม่เหล็ก

• แม่เหล็กถาวร (หรือที่เรียกว่าแม่เหล็กหนัก) คือแม่เหล็กที่ผลิตสนามแม่เหล็กอย่างต่อเนื่อง สนามแม่เหล็กนี้เกิดจาก ferromagnetism และเป็นรูปแบบของสนามแม่เหล็กที่แรงที่สุด
• แม่เหล็กชั่วคราว (หรือที่เรียกว่าแม่เหล็กอ่อน) เป็นแม่เหล็กเฉพาะในขณะที่อยู่ในสนามแม่เหล็ก
• แม่เหล็กไฟฟ้า ต้องการกระแสไฟฟ้าไหลผ่านสายม้วนเพื่อผลิตสนามแม่เหล็ก

การพัฒนาแม่เหล็ก

นักเขียนชาวกรีกอินเดียและจีนได้ให้ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กมานานกว่า 2000 ปีที่ผ่านมา ส่วนใหญ่ของความเข้าใจนี้ขึ้นอยู่กับการสังเกตผลกระทบของแร่เหล็ก (แร่เหล็กธรรมชาติที่เกิดขึ้นเอง) กับเหล็ก

การวิจัยเกี่ยวกับแม่เหล็กก่อนหน้านี้ได้ดำเนินการเร็วที่สุดเท่าที่ศตวรรษที่ 16 อย่างไรก็ตามการพัฒนาของแม่เหล็กที่มีความแข็งแรงสูงสมัยใหม่ไม่ได้เกิดขึ้นจนถึงศตวรรษที่ 20

ก่อนคริสต์ศักราช 1940 ใช้แม่เหล็กถาวรในการใช้งานพื้นฐานเพียงอย่างเดียวเช่นเข็มทิศและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เรียกว่า magnetos การพัฒนาของแม่เหล็กอลูมิเนียม - นิกเกิลโคบอลต์ (Alnico) ทำให้แม่เหล็กถาวรสามารถใช้แทนแม่เหล็กไฟฟ้าในมอเตอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและลำโพง

การสร้างตัวอักษร samara-cobalt (SmCo) ในยุค 70 ทำให้เกิดแม่เหล็กที่มีความหนาแน่นของพลังงานแม่เหล็กมากเป็นสองเท่าของแม่เหล็กที่มีอยู่ก่อนหน้านี้

เมื่อต้นทศวรรษ 1980 การค้นคว้าเพิ่มเติมเกี่ยวกับสมบัติทางแม่เหล็กของธาตุหายากได้นำไปสู่การค้นพบแม่เหล็กแบบนีโอดีเมียมเหล็ก - โบรอน (NdFeB) ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มกำลังแม่เหล็กมากกว่าแม่เหล็ก SmCo

ตอนนี้มีแม่เหล็กที่หายากใช้ในทุกอย่างตั้งแต่นาฬิกาข้อมือและ iPad ไปจนถึงมอเตอร์ไฮบริดและกังหันลม

แม่เหล็กและอุณหภูมิ

โลหะและวัสดุอื่น ๆ มีเฟสแม่เหล็กต่างกันขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมที่ตั้งอยู่ เป็นผลให้โลหะอาจมีรูปแบบของแม่เหล็กได้มากกว่าหนึ่งรูปแบบ

เหล็กเช่นสูญเสียสนามแม่เหล็กของมันกลายเป็น paramagnetic เมื่อความร้อนสูงกว่า 1418 ° F (770 ° C) อุณหภูมิที่โลหะสูญเสียกำลังแม่เหล็กเรียกว่าอุณหภูมิของ Curie

เหล็กโคบอลต์และนิกเกิลเป็นองค์ประกอบเฉพาะที่อยู่ในรูปโลหะมีอุณหภูมิของ Curie สูงกว่าอุณหภูมิห้อง

เช่นนี้วัสดุแม่เหล็กทั้งหมดต้องมีองค์ประกอบเหล่านี้อย่างใดอย่างหนึ่ง

โลหะ Ferromagnetic ทั่วไปและอุณหภูมิ Curie ของพวกเขา