Οι μαγνήτες είναι αντικείμενα που παράγουν μαγνητικά πεδία. Αυτά τα μαγνητικά πεδία επιτρέπουν στους μαγνήτες να προσελκύσουν ορισμένα μέταλλα από απόσταση χωρίς να τα αγγίζουν. Τα μαγνητικά πεδία δύο μαγνητών θα τους προκαλέσουν είτε να προσελκύσουν ο ένας τον άλλον είτε να απωθήσουν ο ένας τον άλλον, ανάλογα με τον τρόπο προσανατολισμού τους. Ορισμένοι μαγνήτες εμφανίζονται φυσικά, ενώ άλλοι είναι τεχνητές. Ενώ υπάρχουν πολλά διαφορετικά τύποι μαγνητών, δύο από τους πιο δημοφιλείς είναι οι κεραμικοί μαγνήτες και οι μαγνήτες νεοδυμίου. Κάθε ένα έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.
Ιστορία
Οι αρχαίοι Έλληνες φιλόσοφοι έγραψαν για τις μαγνητικές ιδιότητες του πέτρα, ένα φυσικά μαγνητικό σιδηρομετάλλευμα. Για χιλιάδες χρόνια όλοι οι μαγνήτες ήταν φυσικοί μαγνήτες όπως ο ξυλότυπος. Το 1952 οι μαγνήτες κατασκευάστηκαν από κεραμικά για πρώτη φορά. Κατασκευάζοντας μαγνήτες από κεραμικά, οι μηχανικοί μπόρεσαν να φτιάξουν μαγνήτες σε οποιοδήποτε σχήμα ήθελαν. Κάνοντας τους κεραμικούς μαγνήτες από προσεκτικά δημιουργημένα μίγματα, θα μπορούσαν να δημιουργηθούν πιο ισχυρά πεδία μαγνητών από ό, τι ήταν δυνατό στη φύση. Το 1983, εφευρέθηκαν μαγνήτες νεοδυμίου.
Δύο τύποι μαγνητών
Οι κεραμικοί μαγνήτες ονομάζονται μερικές φορές μαγνήτες σκληρού φερρίτη. Κατασκευάζονται από φερρίτη βαρίου σε σκόνη ή φερρίτη στροντίου σε σκόνη. Αυτή η σκόνη διαμορφώνεται στο σχήμα που πρέπει να πάρει ο μαγνήτης ασκώντας πίεση και ψήσιμο. Οι μαγνήτες νεοδυμίου είναι καθαρά μεταλλικά κράματα που σχηματίζονται από νεοδύμιο, σίδηρο και βόριο. Μερικές φορές σχηματίζονται συνδυάζοντας τα διάφορα μέταλλα ενώ λειώνουν και ψύχουν σε σταθερότητα. Μερικές φορές τα μέταλλα κονιοποιούνται, αναμειγνύονται και συμπιέζονται.
Οφέλη του καθενός
Κεραμικοί μαγνήτες και νεοδύμιο έχουν διαφορετικά οφέλη. Οι κεραμικοί μαγνήτες είναι εύκολο να μαγνητιστούν. Είναι πολύ ανθεκτικά στη διάβρωση και γενικά δεν χρειάζονται επιπλέον επιστρώσεις για προστασία από τη διάβρωση. Είναι ανθεκτικά στον απομαγνητισμό από εξωτερικά πεδία. Είναι ισχυρότεροι από τους φυσικούς μαγνήτες, αν και πολλοί άλλοι τύποι μαγνητών είναι ισχυρότεροι από αυτούς. Είναι σχετικά φθηνά. Οι μαγνήτες νεοδυμίου είναι οι πιο ισχυροί από όλους τους μόνιμους μαγνήτες. Ένας μαγνήτης νεοδυμίου μπορεί να ανυψώσει περισσότερο από οποιονδήποτε άλλο τύπο μαγνήτη του ίδιου μεγέθους. Είναι εξαιρετικά ανθεκτικά στον απομαγνητισμό από εξωτερικά μαγνητικά πεδία.
Μειονεκτήματα του καθενός
Κεραμικοί και μαγνήτες νεοδυμίου έχουν διαφορετικά μειονεκτήματα επίσης. Οι κεραμικοί μαγνήτες είναι εξαιρετικά εύθραυστοι και εύκολα σπασμένοι. Δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μηχανήματα που αντιμετωπίζουν πολύ άγχος ή κάμψη. Απομαγνητίζονται εάν εκτίθενται σε υψηλές θερμοκρασίες (πάνω από 480 βαθμούς Φαρενάιτ.) Έχουν μόνο μέτρια μαγνητική ισχύ, καθιστώντας τα ακατάλληλα για εφαρμογές που απαιτούν ισχυρό μαγνητικό πεδία. Οι μαγνήτες νεοδυμίου είναι σχετικά ακριβότεροι από τους κεραμικούς μαγνήτες. Σκουριάζουν πολύ εύκολα και πρέπει να ληφθούν επιπλέον μέτρα για την προστασία τους από τη διάβρωση. Οι μαγνήτες νεοδυμίου είναι επίσης πολύ εύθραυστοι και θα σπάσουν υπό πίεση. Χάνουν τον μαγνητισμό τους εάν εκτίθενται σε θερμοκρασίες πάνω από 175 έως 480 βαθμούς Φαρενάιτ (ανάλογα με το ακριβές κράμα που χρησιμοποιείται).
Σύγκριση
Οι κεραμικοί και οι μαγνήτες νεοδυμίου είναι οι πλέον κατάλληλοι για διαφορετικές εφαρμογές. Λόγω της σχετικά υψηλής τιμής και της ευαισθησίας τους σε εξωτερικές συνθήκες, οι μαγνήτες νεοδυμίου είναι οι καλύτερες μόνο για εφαρμογές όπου απαιτούνται εξαιρετικά υψηλά μαγνητικά πεδία, όπως ισχυροί στρόβιλοι και γεννήτριες και φυσική σωματιδίων πειράματα. Οι πιο φθηνοί αλλά ασθενέστεροι κεραμικοί μαγνήτες είναι πιθανότατα καλύτερα χρησιμοποιούμενοι για περισσότερες δουλειές όπως οι στρόβιλοι και οι γεννήτριες χαμηλής ισχύος, πειράματα επιστημονικής τάξης και μαγνήτες ψυγείων.