Elektronernas snurr och omlopp gör i själva verket vilken atom som helst till en liten stapelmagnet. För de flesta material pekar dessa atommers magnetiska ögonblick i slumpmässiga riktningar och deras fält avbryts för att inte producera någon nettomagnetism.
Däremot är vissa ämnen det ferromagnetisk och deras magnetiska ögonblick spontant inriktas så att deras fält är parallella med varandra och lägger ihop. Denna inriktning är begränsad till en liten region som kallas a domän, med många sådana domäner som utgör ett ferromagnetiskt material.
Även om de har förstärkt magnetfält är domänerna själva slumpmässigt orienterade, vilket återigen resulterar i ingen total magnetism. Ett externt magnetfält kan emellertid rikta in domänerna så att deras egna magnetfält förstärker varandra, producerar ett nätfält genom ett objekt och skapar därför en magnet. Detta fenomen kallas ferromagnetism, är grunden för vardagliga magneter. Vid rumstemperatur är endast fyra element ferromagnetiska och har detta beteende: järn, kobolt, nickel och gadolinium.
Användning av magnetism
Mjuka magnetiska material som järn är lätta att magnetisera men domänerna randomiseras så snart det yttre fältet försvinner. följaktligen tappar materialet snabbt sin magnetism. Den här egenskapen är användbar för elektromagneter och enheter som bandinspelning eller radering av huvuden, som behöver generera tillfälliga eller snabbt föränderliga magnetfält.
Hårda magnetiska material som stål är svårare att magnetisera och också svårare att avmagnetisera; efter avlägsnande av det yttre fältet kan de behålla sin magnetism under lång tid - ibland i miljontals år, en egenskap som hjälper till att geologiskt datera stenar. Hårda magnetiska material används därför för att tillverka permanentmagneter.
Denna magnetiseringsprocess har breda praktiska tillämpningar, med bandspelaren som endast ett exempel. Inspelningstejpen består av en lång, tunn Mylar-remsa belagd med fina partiklar av järnoxid eller kromdioxid. När bandet rör sig under skivhuvudet, justerar ett magnetfält domäner på denna beläggning som svar på musik- eller datasignalen. Därefter behåller domänerna det imponerade magnetfältet för senare omspelning.
Datorhårddiskar använder i princip samma process för magnetisk datalagring på snabbt snurrande plattor.
Oönskad magnetism
Efter att ha kommit i kontakt med magneter eller magnetiska fastspänningsbord kan stålföremål oavsiktligt magnetiseras. Bearbetning, svetsning, slipning och jämn vibration kan också magnetisera stål. Oönskade effekter inkluderar verktyg som lockar metallspån och spån, en grov yta efter galvanisering och svetsar som bara tränger igenom ena sidan.
På samma sätt kan konstant kontakt med magnetband ge inspelningsutrustning en återstående magnetism, vilket ökar bruset och orsakar felaktiga ljudinspelningar.
För att kunna återanvändas kan ett ljudband återställas till ett tomt tillstånd genom att köra längden på det över ett raderahuvud, en tråkig och opraktisk process, särskilt i stor skala. Kasserade datorhårddiskar kan innehålla egna eller känsliga data som inte borde vara tillgängliga för andra. I dessa fall måste inspelningsmediet avmagnetiseras i bulk.
Varför använda en avmagnetiserare?
Plågan för oönskad magnetism har lett till utvecklingen av både små och industriella avmagnetiserare. En demagnetizer, även känd som en degausser, använder elektromagneter för att generera intensiva, högfrekventa AC-magnetfält. Som svar justerar enskilda domäner slumpmässigt så att deras magnetfält avbryter eller nästan avbryts, vilket eliminerar eller väsentligt minskar oönskad magnetism.
Vissa degaussers använder inte elektricitet eller elektromagneter men har istället sällsynta jordartsmagneter för att tillhandahålla nödvändiga kraftfulla magnetfält.
Denna avmagnetiseringsprincip används också bandspelare. När bandet passerar under ett raderingshuvud slumpmässigt, högfrekvent magnetfält slumpmässigt domänerna som förberedelse för att spela in nytt ljud eller data. I större skala raderar bulkavmagnetiserare hela spolar av magnetband eller hårddiskar i ett enda steg.
En avmagnetiseringsmaskin kan ha en av flera vanliga konfigurationer, beroende på syftet. Ett bärbart avmagnetiseringsverktyg skulle degaussa borr, mejslar eller små delar som vilar på en plan yta eller passerar genom ett hål.
Tjocka material eller stora fasta föremål kan behöva passera genom en avmagnetiserande tunnel som är tillräckligt stor för att passa en stående person. Frekvensen, den avmagnetiserande fältstyrkan och genomströmningshastigheten måste anpassas till objektet och det återstående magnetfältet som raderas.