Wpływ temperatury na magnesy trwałe

Zawartość

• Podstawy domeny magnetycznej
• Efekty pola magnetycznego
• Wpływ temperatury
• Punkty Curie

W pewnych warunkach magnesy trwałe nie zawsze są trwałe. Stałe magnesy można uczynić niemagnetycznymi poprzez proste działania fizyczne. Na przykład silne zewnętrzne pole magnetyczne może zakłócać zdolność magnesów trwałych do przyciągania metali takich jak nikiel, żelazo i stal. Temperatura, podobnie jak zewnętrzne pole magnetyczne, może również wpływać na magnes stały. Chociaż metody różnią się, wyniki są takie same - jak zbyt wysokie zewnętrzne pole magnetyczne, zbyt wysoka temperatura może rozmagnesować magnes stały.

Podstawy domeny magnetycznej

••• Ryan McVay / Photodisc / Getty Images

Moc magnesu przyciągającego metale leży w jego podstawowej strukturze atomowej. Magnesy składają się z atomów otoczonych orbitującymi elektronami. Niektóre z tych elektronów wirują i wytwarzają małe pole magnetyczne zwane „dipolem”. Ten dipol jest bardzo podobny do maleńkiego magnesu prętowego, który ma północny i południowy koniec. W obrębie magnesu dipole te łączą się w większe i silniejsze magnetycznie grupy zwane „domenami”. Domeny są jak cegły magnetyczne, które nadają magnesowi jego siłę. Jeśli domeny są wyrównane ze sobą, magnes jest silny. Jeśli domeny nie są wyrównane, ale rozmieszczone losowo, magnes jest słaby. Kiedy rozmagnesujesz magnes silnym zewnętrznym polem magnetycznym, w rzeczywistości zmuszasz domeny do przejścia z orientacji wyrównanej do orientacji losowej. Rozmagnesowanie magnesu osłabia lub niszczy magnes.

Efekty pola magnetycznego

••• Jupiterimages / Photos.com / Getty Images

Silne magnesy - lub urządzenia elektryczne wytwarzające silne pola magnetyczne - mogą wpływać na magnesy o słabym polu magnetycznym. Ciągnięcie silnego pola magnetycznego może obezwładnić domeny słabszego magnesu i spowodować, że domeny przejdą od orientacji wyrównanej do orientacji losowej. Jest to szczególnie prawdziwe, gdy pole magnetyczne słabych magnesów jest ustawione prostopadle do pola magnetycznego silniejszych magnesów.

Wpływ temperatury

Temperatura, podobnie jak silne zewnętrzne pole magnetyczne, może powodować utratę orientacji domen magnesów. Po podgrzaniu magnesu stałego atomy w magnesie wibrują. Im bardziej magnes jest podgrzewany, tym bardziej wibrują atomy. W pewnym momencie wibracja atomów powoduje, że domeny przechodzą z wyrównanego, uporządkowanego wzoru na nierównany wzór nieuporządkowany. Punkt, w którym nadmierne ciepło osiąga temperaturę, która powoduje wibrację atomów i zmianę domen domen magnesów, nazywa się „punktem Curie” lub „temperaturą Curie”.

Punkty Curie

Ponieważ metale magnetyczne mają różne struktury atomowe, wszystkie mają różne Punkty Currie. Żelazo, nikiel i kobalt mają Punkty Curie wynoszące odpowiednio 1418, 676 i 2050 stopni Fahrenheita. Temperatury poniżej punktu Curie określa się mianem magnesowej temperatury uporządkowania magnetycznego. Poniżej punktu Curie dipole zmieniają położenie z nieuporządkowanej, nierównoległej orientacji na uporządkowaną, wyrównaną orientację. Jeśli jednak podgrzany magnes stały ostygnie, gdy jest zorientowany równolegle z silnym zewnętrznym polem magnetycznym, bardziej prawdopodobne jest, że magnes stały powróci do swojego pierwotnego lub silniejszego stanu magnetycznego.