Spinn og baner av elektroner gjør faktisk ethvert atom til en liten stavmagnet. For de fleste materialer peker de magnetiske øyeblikkene til disse atomene i tilfeldige retninger, og deres felt avbrytes uten å produsere nettomagnetisme.
Derimot er det visse stoffer ferromagnetisk og deres magnetiske øyeblikk justeres spontant slik at feltene deres er parallelle med hverandre og legger sammen. Denne justeringen er begrenset til en liten region kalt a domene, med mange slike domener som utgjør et ferromagnetisk materiale.
Selv om de har styrket magnetiske felt, er domenene selv tilfeldig orientert, og igjen resulterer det i ingen total magnetisme. Et eksternt magnetfelt kan imidlertid justere domenene slik at deres egne magnetfelt forsterker hverandre, og produserer et nettofelt gjennom et objekt og skaper derfor en magnet. Dette fenomenet, kalt ferromagnetisme, er grunnlaget for hverdagsmagneter. Ved romtemperatur er bare fire elementer ferromagnetiske og har denne oppførselen: jern, kobolt, nikkel og gadolinium.
Bruk av magnetisme
Myke magnetiske materialer som jern er enkle å magnetisere, men domenene randomiseres så snart det ytre feltet forsvinner; følgelig mister materialet raskt sin magnetisme. Denne egenskapen er nyttig for elektromagneter og enheter som båndopptak eller slettehoder, som må generere midlertidige eller raskt skiftende magnetfelt.
Harde magnetiske materialer som stål er vanskeligere å magnetisere og vanskeligere å demagnetisere. etter fjerning av det ytre feltet, kan de beholde sin magnetisme i lang tid - noen ganger i millioner av år, en egenskap som hjelper til med geologisk datering av bergarter. Derfor brukes harde magnetiske materialer til å lage permanente magneter.
Denne magnetiseringsprosessen har brede praktiske anvendelser, med båndopptakeren som bare ett eksempel. Opptakstape består av en lang, tynn Mylar-stripe belagt med fine partikler av jernoksid eller kromdioksid. Når båndet beveger seg under platehodet, justerer et magnetfelt domener på dette belegget som svar på musikk- eller datasignalet. Etterpå beholder domenene det imponerte magnetfeltet for senere avspilling.
Datamaskinharddisker bruker i hovedsak den samme prosessen for magnetisk datalagring på platene som snurrer raskt.
Uønsket magnetisme
Etter å ha kommet i kontakt med magneter eller magnetiske fastspenningsbord, kan stålgjenstander utilsiktet magnetiseres. Maskinering, sveising, sliping og jevn vibrasjon kan også magnetisere stål. Uønskede effekter inkluderer verktøy som tiltrekker metallspon og spon, en grov overflate etter galvanisering og sveiser som bare trenger gjennom den ene siden.
Tilsvarende kan konstant kontakt med magnetbånd gi gjenværende magnetisme til opptaksutstyr, noe som øker støy og forårsaker unøyaktig lydopptak.
For å bli gjenbrukt, kan et lydbånd gjenopprettes til en tom tilstand ved å kjøre lengden på det over et slettehode, en kjedelig og upraktisk prosess, spesielt i stor skala. Kasserte datamaskinharddisker kan ha proprietære eller sensitive data som ikke skal være tilgjengelige for andre. I disse tilfellene må opptaksmediet demagnetiseres i bulk.
Hvorfor bruke en avmagnetiseringsmiddel?
Plaget av uønsket magnetisme har ført til utvikling av både små og industrielle avmagnetiseringsmidler. En demagnetizer, også kjent som en degausser, bruker elektromagneter til å generere intense, høyfrekvente AC-magnetfelt. Som svar, justerer individuelle domener tilfeldig slik at magnetfeltene deres avbryter eller nesten avbryter, og eliminerer eller reduserer uønsket magnetisme vesentlig.
Noen degaussere bruker ikke elektrisitet eller elektromagneter, men har i stedet sjeldne jordsmagneter for å gi de nødvendige kraftige magnetfeltene.
Dette demagnetiseringsprinsippet er også brukt båndopptakere. Når båndet passerer under et slettehode, randomiserer et høyfrekvent magnetfelt med høy frekvens domenene som forberedelse til opptak av ny lyd eller data. I større skala sletter massedemagnetisatorer hele spoler med magnetbånd eller harddisker i ett trinn.
En avmagnetiseringsmaskin kan ha en av flere vanlige konfigurasjoner, avhengig av formålet. Et bærbart demagnetiseringsverktøy vil degauss bor, meisler eller små deler som hviler på en flat overflate eller passerer gjennom et hull.
Tykke materialer eller store faste gjenstander må kanskje passere gjennom en demagnetiserende tunnel som er stor nok til å passe en stående person. Frekvensen, demagnetiserende feltstyrke og gjennomstrømningshastighet må skreddersys til objektet og det gjenværende magnetfeltet som slettes.