Hoe temperatuur de sterkte van permanente magneten beïnvloedt

Door Timothy Boyer
Bijgewerkt op 24 maart 2022

Hoewel de term ‘permanent’ duurzame magnetische kracht suggereert, kunnen bepaalde omstandigheden die duurzaamheid teniet doen. Een sterk extern magnetisch veld of een verhoogde temperatuur kunnen het vermogen van een magneet om ferrometalen zoals nikkel, ijzer en staal aan te trekken verstoren, waardoor deze effectief wordt gedemagnetiseerd.

Basisprincipes van Magnet Domain

De magnetische aantrekkingskracht vindt zijn oorsprong op atomair niveau. Elektronen die rond een atoom draaien, draaien en genereren een kleine magnetische dipool – in wezen een miniatuur staafmagneet met noord- en zuidpolen. In een massieve magneet clusteren deze dipolen zich in domeinen, die elk als een magnetische steen werken. Wanneer domeinen op één lijn liggen, is het veld van de magneet sterk; willekeurige uitlijning levert een zwak veld op. Het toepassen van een krachtig extern veld dwingt domeinen van orde naar wanorde, waardoor de magneet wordt verzwakt of vernietigd.

Magnetische veldeffecten

Sterke magnetische velden – of ze nu afkomstig zijn van krachtige permanente magneten of elektrische generatoren – kunnen zwakkere magneten overweldigen. Wanneer het veld van een zwakke magneet loodrecht op een sterker veld staat, kan het sterkere veld de domeinen van de zwakke magneet opnieuw uitlijnen, waardoor een ooit sterke magneet in een verzwakt of gedemagnetiseerd stuk verandert.

Temperatuureffecten

Warmte brengt op soortgelijke wijze het atoomrooster in beroering. Naarmate de temperatuur stijgt, trillen atomen krachtiger. Voorbij een kritische drempel zorgen deze trillingen voor een willekeurige uitlijning van domeinen, waardoor een geordende magnetische structuur in een ongeordende toestand wordt omgezet. Deze drempel staat bekend als het Curiepunt of de Curietemperatuur.

Curiepunten

Elk magnetisch metaal heeft zijn eigen Curiepunt vanwege zijn unieke atomaire structuur:ijzer – 1.418°F, nikkel – 676°F en kobalt – 2.050°F. Onder deze temperaturen worden de dipolen opnieuw uitgelijnd in een geordende, parallelle configuratie. Als een verwarmde magneet afkoelt terwijl deze is uitgelijnd met een sterk extern veld, heeft deze een grotere kans om zijn oorspronkelijke of zelfs sterkere magnetische kracht terug te krijgen.