Alimentare il mondo con i magneti

Uno dei fenomeni più sorprendenti della natura è la manifestazione del magnetismo in alcuni materiali. I magneti permanenti sono conosciuti fin dall'antichità. Prima delle grandi scoperte nel campo dell’elettricità, i magneti permanenti venivano utilizzati attivamente dai medici. Nel corso del tempo, le persone hanno imparato a creare magneti artificiali posizionando prodotti in lega di ferro in campi magnetici. I magneti permanenti sono spesso utilizzati nell'industria, in vari campi, come l'ingegneria elettrica, le tecnologie informatiche, i trasporti, la navigazione, la medicina, la biologia, l'astronomia, ecc. L'applicazione principale dei magneti è nell'ingegneria elettrica, nell'ingegneria radio, nella strumentazione, nell'automazione e nella tele- meccanica. Ad esempio, senza materiali magnetici, l’elettrificazione sarebbe impossibile perché per la produzione di energia verrebbero utilizzati generatori, trasformatori per la trasmissione di energia e altoparlanti per motori elettrici, telefoni, radio e televisori.

L'introduzione attiva dei magneti permanenti nella sfera dell'attività umana stimola l'invenzione e la creazione di nuove leghe ferromagnetiche con caratteristiche magnetiche migliorate.

Metalli magnetici puri

Ferro, cobalto, nichel, gadolinio: solo questi quattro metalli sono puri e magnetici a temperatura ambiente. Questa proprietà è chiamata ferromagnetismo. Tutte le leghe di terre rare utilizzate industrialmente per i magneti permanenti contengono questi metalli.

Esistono però 9 metalli che hanno forti proprietà magnetiche, potendo lasciarsi attrarre dai magneti e loro stessi sono in grado di diventare magneti: ferro, cobalto, nichel, ma anche gadolinio, terbio, disprosio, olmio, erbio, tulio. Alluminio, platino, cromo, titanio, vanadio, manganese sono attratti molto debolmente dal magnete. Si magnetizzano così poco che è impossibile rilevarne le proprietà magnetiche senza strumenti speciali.

Metalli ferromagnetici

I metalli ferromagnetici sono fortemente attratti dagli oggetti con campi magnetici e possono mantenere le loro proprietà magnetiche anche dopo che il magnete viene rimosso da essi. Sono usati per creare magneti permanenti. I principali metalli ferromagnetici sono ferro, nichel, cobalto, gadolinio e disprosio. Se si tiene un pezzo di metallo ferromagnetico accanto a un magnete, si avvertirà un'attrazione abbastanza forte.

Leghe ferromagnetiche

Le leghe ferromagnetiche sono materiali come l'acciaio, che contengono metalli ferromagnetici. L'acciaio è una combinazione di ferro e molti altri metalli ed è più duro del ferro. A causa di questa durezza, l'acciaio può mantenere il suo magnetismo più a lungo del ferro. Se riscaldato ad alta temperatura, l'acciaio perde le sue proprietà magnetiche. Ciò accadrà anche ai metalli ferromagnetici come il nichel.

Materiali ferrimagnetici

I materiali ferrimagnetici sono ferrite, magnetite e magnesio. Tutti hanno come componente principale ossidi di ferro, così come ossidi di altri metalli. La calamita è magnetite naturalmente magnetizzata. La magnetite è attratta dai campi magnetici, ma solitamente non si magnetizza. I materiali ferrimagnetici sono simili ai ferromagneti, ma con un'attrazione magnetica minore.

Metalli paramagnetici

I metalli paramagnetici sono debolmente attratti dal magnete e non mantengono le loro proprietà magnetiche quando vengono rimossi dal magnete. Questi includono rame, alluminio e platino. Le proprietà magnetiche dei metalli paramagnetici dipendono dalla temperatura e l'alluminio, l'uranio e il platino diventano più attraenti per i campi magnetici quando sono molto freddi. Le sostanze paramagnetiche hanno forze di attrazione per i magneti molto inferiori rispetto ai materiali ferromagnetici e per misurare l'attrazione magnetica sono necessari strumenti molto sensibili.

L'acciaio inossidabile è magnetico?

Esistono oltre 120 tipi diversi di acciaio inossidabile! Se una lega contiene almeno il 12% di cromo, può essere considerata acciaio inossidabile resistente alla ruggine. La maggior parte degli acciai inossidabili sono costituiti da leghe austenitiche e sono solo leggermente magnetici. L'acciaio con struttura ferritica o martensitica è magnetico. Se un tipo di acciaio contiene una struttura mista di ferrite e austenite, la proporzione di ferrite determina le proprietà magnetiche dell'acciaio.