Chcete-li porozumět podstatě magnetů, je důležité se podívat do vnitřní struktury materiálů, které magnety tvoří a jsou magneticky aktivní, a zkoumat, co je dělá tak speciálními.

Historie magnetů sahá až do starověku, kdy starověké civilizace objevily první magnety před 2 500 lety. Magnetické kompasy byly v širokém měřítku používány k navigaci v Evropě a Číně během 12. a 13. století. Dokonce i Slunce samo vysílá elektromagnetické vlny, které tvoří elektromagnetické pole (EMP).

Magnetismus a elektrony

Magnetismus vzniká v důsledku pohybu elektronů, základních stavebních kamenů atomů, kolem svých os. Když elektron rotuje, generuje malý magnetický dipól, což znamená, že vytváří miniaturní magnetické pole. V normálním stavu, kdy jsou rotace elektronů vyvážené, zůstává magnetické pole na mikroskopické úrovni a není snadno pozorovatelný.

Avšak pokud existuje v atomu mnoho nespárovaných elektronů, což znamená, že nemají proti pólový pár a jejich rotace nejsou vyvážené, magnetický moment se může značně zvýšit. Tato nerovnováha způsobuje, že se jejich malé magnetické pole stává součástí většího magnetického pole, které obklopuje daný materiál. Toto celkové magnetické pole může být pozorováno a měřeno.

Druhy magnetů

Existuje několik typů magnetů, které mohou být klasifikovány podle toho, jak dlouho udržují své vlastnosti. Patří sem trvalé magnety, dočasně zmagnetizované magnety a elektromagnety.

·         Trvalé magnety: Tyto magnety zahrnují materiály jako železo, nikl a kobalt. Patří sem například alniko, ferit nebo neodymové magnety. Tyto magnety mohou zůstat zmagnetizované po dlouhou dobu.
·         Dočasně zmagnetizované magnety: Materiály jako měkké železo nebo ocel jsou dočasné magnety. Ztrácejí své magnetické vlastnosti, když jsou vyňaty z magnetického pole.
·         Elektromagnety: Vytvářejí magnetická pole, když jimi protéká elektrický proud. Elektromagnety najdeme v elektromotorech, generátorech a dalších zařízeních.

Struktura permanentních magnetů

Vnitřní uspořádání trvalých magnetů hraje klíčovou roli ve stanovování jejich vlastností. Když jsou mikroskopické oblasti materiálu, nazývané domény, uspořádány ve stejném směru, projevují materiály magnetické vlastnosti. Tyto domény jsou jakoby malými magnetickými zdroji v rámci struktury materiálu.

Trvalé magnety jsou obvykle odolné vůči ztrátě své magnetické síly. Kovy s feromagnetickými vlastnostmi mohou být transformovány na magnety, které si udržují své magnetické pole, a to i přes vnější vlivy.

Vliv teploty, záření a dalších faktorů na magnety

Síla magnetu může být ovlivněna různými faktory, včetně teploty, záření, vnějších magnetických polí a koroze. Některé magnety, jako například neodymové magnety, jsou extrémně citlivé na teplotu.

Magnetické kovy a nekovy

Pouze několik kovů vykazuje magnetické vlastnosti. Mezi feromagnetické kovy patří železo, nikl a kobalt, zatímco ostatní jsou buď paramagnetické, nebo diamagnetické.

Kovy, jako hliník, zlato a stříbro, s magnetickými poli neinteragují, ale jsou významné ve vědeckém výzkumu a průmyslu.

Čtyři materiály pro silný magnet

Alniko(AlNiCo) magnety

Alniko magnety, pojmenované podle jeho hlavních složek hliníku (Al), niklu (Ni) a kobaltu (Co), jsou známé svou teplotní stabilitou.

Keramické (feritové) magnety

Keramické magnety, složené ze stroncium uhličitanu a oxidu železa, patří mezi populární typy magnetů díky své cenové dostupnosti. Tyto magnety jsou využívány v reproduktorech i magnetické rezonanci.

Neodymové (NdFeB) magnety

Neodymové magnety, jsou složeny z neodymu, železa, boru a přechodových kovů. Navzdory svým malým rozměrům jsou tyto magnety neuvěřitelně silné a představují nejsilnější magnetický materiál dostupný na trhu.

Samarium kobaltové (SmCo) magnety

Tyto magnety mají vysokou odolnost vůči demagnetizaci, jsou teplotně stabilní a představují druhý nejsilnější trvalý magnet dostupný na trhu.