Scopri quali metalli sono magnetici e perché

I magneti sono materiali che producono campi magnetici, che attraggono metalli specifici. Ogni magnete ha un polo nord e un polo sud. I poli opposti si attraggono, mentre i poli si respingono.

Mentre la maggior parte dei magneti sono realizzati con metalli e leghe metalliche, gli scienziati hanno escogitato modi per creare magneti da materiali compositi, come i polimeri magnetici.

Il magnetismo nei metalli è creato dalla distribuzione irregolare degli elettroni negli atomi di alcuni elementi metallici. La rotazione e il movimento irregolari causati da questa distribuzione irregolare di elettroni spostano avanti e indietro la carica all'interno dell'atomo, creando dipoli magnetici.

Quando i dipoli magnetici si allineano creano un dominio magnetico, un'area magnetica localizzata che ha un polo nord e uno sud.

In materiali non smagnetizzati, i domini magnetici si affacciano in direzioni diverse, annullandosi a vicenda. Mentre nei materiali magnetizzati, la maggior parte di questi domini sono allineati, puntando nella stessa direzione, creando un campo magnetico. Più domini si allineano, più forte è la forza magnetica.

• Magneti permanenti (noti anche come magneti duri) sono quelli che producono costantemente un campo magnetico. Questo campo magnetico è causato dal ferromagnetismo ed è la forma più forte di magnetismo.
• Magneti temporanei (noto anche come magneti morbidi) sono magnetici solo in presenza di un campo magnetico.
• elettromagneti richiedono una corrente elettrica che attraversi i loro fili della bobina per produrre un campo magnetico.

Scrittori greci, indiani e cinesi hanno documentato le conoscenze di base sul magnetismo oltre 2000 anni fa. Gran parte di questa comprensione si basava sull'osservazione dell'effetto della pietra calcarea (un minerale di ferro magnetico naturale) sul ferro.

Le prime ricerche sul magnetismo furono condotte già nel XVI secolo, tuttavia lo sviluppo dei magneti moderni ad alta resistenza non ebbe luogo fino al XX secolo.

Prima del 1940, i magneti permanenti erano utilizzati solo in applicazioni di base, come bussole e generatori elettrici chiamati magnetos. Lo sviluppo di magneti in alluminio-nichel-cobalto (Alnico) ha consentito ai magneti permanenti di sostituire gli elettromagneti nei motori, generatori e altoparlanti.

La creazione di magneti samario-cobalto (SmCo) negli anni '70 ha prodotto magneti con una densità di energia magnetica doppia rispetto a qualsiasi magnete precedentemente disponibile.

All'inizio degli anni '80, ulteriori ricerche sulle proprietà magnetiche degli elementi delle terre rare hanno portato al scoperta di magneti al neodimio-ferro-boro (NdFeB), che ha portato a un raddoppio dell'energia magnetica su SmCo magneti.

I magneti in terre rare sono ora utilizzati in tutto, dagli orologi da polso e iPad ai motori di veicoli ibridi e generatori di turbine eoliche.

I metalli e altri materiali hanno fasi magnetiche diverse, a seconda della temperatura dell'ambiente in cui si trovano. Di conseguenza, un metallo può presentare più di una forma di magnetismo.

Il ferro, ad esempio, perde il suo magnetismo, diventando paramagnetico, quando riscaldato oltre 1418 ° F (770 ° C). La temperatura alla quale un metallo perde la forza magnetica è chiamata temperatura di Curie.

Ferro, cobalto e nichel sono gli unici elementi che - in forma metallica - hanno temperature di Curie superiori alla temperatura ambiente. Pertanto, tutti i materiali magnetici devono contenere uno di questi elementi.