Algunos metales magnéticos son diferentes a otros
Los imanes son materiales que producen campos magnéticos, que atraen metales específicos. Cada imán tiene un polo norte y uno sur. Los polos opuestos se atraen, mientras que los polos iguales se repelen.
Si bien la mayoría de los imanes están hechos de metales y aleaciones de metales, los científicos han ideado formas de crear imanes a partir de materiales compuestos, como los polímeros magnéticos.
Lo que crea el magnetismo
El magnetismo en los metales se crea por la distribución desigual de electrones en los átomos de ciertos elementos metálicos.
La rotación y el movimiento irregulares causados por esta distribución desigual de electrones desplaza la carga dentro del átomo de un lado a otro, creando dipolos magnéticos.
Cuando los dipolos magnéticos se alinean, crean un dominio magnético, un área magnética localizada que tiene un polo norte y uno sur.
En materiales no magnetizados, los dominios magnéticos miran en direcciones diferentes, cancelando entre sí. Mientras que en los materiales magnetizados, la mayoría de estos dominios están alineados, apuntando en la misma dirección, lo que crea un campo magnético. Cuantos más dominios se alineen, más fuerte será la fuerza magnética.
Tipos de imanes
- Los imanes permanentes (también conocidos como imanes duros) son aquellos que producen constantemente un campo magnético. Este campo magnético es causado por ferromagnetismo y es la forma más fuerte de magnetismo.
- Los imanes temporales (también conocidos como imanes blandos) son magnéticos solo cuando están en presencia de un campo magnético.
- Los electroimanes requieren una corriente eléctrica para pasar a través de sus cables de bobina a fin de producir un campo magnético.
El desarrollo de imanes
Los escritores griegos, indios y chinos documentaron el conocimiento básico sobre el magnetismo hace más de 2000 años. La mayor parte de esta comprensión se basó en la observación del efecto de magnetita (un mineral de hierro magnético de origen natural) sobre el hierro.
Las primeras investigaciones sobre magnetismo se llevaron a cabo ya en el siglo XVI, sin embargo, el desarrollo de imanes modernos de alta resistencia no ocurrió hasta el siglo XX.
Antes de 1940, los imanes permanentes se usaban solo en aplicaciones básicas, como brújulas y generadores eléctricos llamados magnetos. El desarrollo de imanes de aluminio-níquel-cobalto (Alnico) permitió imanes permanentes para reemplazar electroimanes en motores, generadores y altavoces.
La creación de imanes de samario-cobalto (SmCo) en la década de 1970 produjo imanes con el doble de densidad de energía magnética que cualquier imán disponible anteriormente.
A principios de la década de 1980, la investigación adicional sobre las propiedades magnéticas de los elementos de tierras raras llevó al descubrimiento de los imanes de neodimio-hierro-boro (NdFeB), que condujeron a una duplicación de la energía magnética sobre los imanes SmCo.
Los imanes de tierras raras ahora se usan en todo, desde relojes de pulsera y iPads hasta motores de vehículos híbridos y generadores de turbinas eólicas.
Magnetismo y temperatura
Los metales y otros materiales tienen diferentes fases magnéticas, dependiendo de la temperatura del entorno en el que se encuentran. Como resultado, un metal puede exhibir más de una forma de magnetismo.
El hierro, por ejemplo, pierde su magnetismo y se vuelve paramagnético cuando se calienta a más de 1418 ° F (770 ° C). La temperatura a la cual un metal pierde fuerza magnética se llama temperatura Curie.
El hierro, el cobalto y el níquel son los únicos elementos que, en forma de metal, tienen temperaturas de Curie superiores a la temperatura ambiente.
Como tal, todos los materiales magnéticos deben contener uno de estos elementos.
Metales ferromagnéticos comunes y sus temperaturas de Curie
| Sustancia | Temperatura curie |
| Hierro (Fe) | 1418 ° F (770 ° C) |
| Cobalto (Co) | 2066 ° F (1130 ° C) |
| Níquel (Ni) | 676.4 ° F (358 ° C) |
| Gadolinio | 66 ° F (19 ° C) |
| Disprosio | -301.27 ° F (-185.15 ° C) |