تم اكتشاف المغناطيس في الحضارات القديمة منذ اكثر من 2500 سنة، تم استعمال البوصلات المغناطيسية على نطاق واسع للملاحة في

اوروبا

والصين خلال القرنين الثاني عشر والثالث عشر بعد الميلاد.

ما هي عملية المغنطة

المغنطة هي القوة التي تجذب الاجسام المغناطيسية او تصدها، تتوسط هذه القوة المجالات المغناطيسية في الاوساط المختلفة، المغناطيسية هي خاصية لبعض المواد، مع ذلك يمكن ان تكون بعض المواد ممغنطة او تم إزالة المغنطة عنها حسب الطلب

مثل التيار الكهربائي، تنجم المغنطة عن الالكترونات في المستوى الاولي، الالكترونات لها لف مغزلي، مما يخلق ثنائي قطب صغير، عند توازن اللف المغزلي، تكون القوة صغرية، لكن في حال وجود عدد كبير من الالكترونات الفردية (اي غير المتزاوجة) يحدث

حقل

مغناطيسي كبير حول المعدن.

التيار الكهربائي قادر ايضًا على تشكيل تيار مغناطيسي والعكس صحيح، عندما يمر التيار الكهربائي عبر السلك، يخلق حقول من التيار المغناطيسي حول السلك، بشكل مشابه، عند إحضار مجال مغناطيسي بالقرب من موصل جيد للتيار الكهربائي، تبدأ التيارات الكهربائية في التدفق في الموصل، نتج عن هذه العلاقة بين

الكهرباء

وبين المغناطيس العديد من الاجهزة والتطبيقات المبتكرة.

انواع المغنطة وامثله على المواد القابلة للتمغنط

هناك العديد من التصنيفات المختلفة للمغنطة، إحدى الطرق لتصنيف

المعادن

الممغنطة وتفريقها عن بعضها البعض هي من خلال معرفة كم تستمر خصائصها، عند استعمال هذا التصنيف، نجد ان المغناطيس يقسم إلى:

دائم
مؤقت
المغناطيسي الكهربائي

المغناطيس الدائم

المغناطيس الدائم يشكل حقل مغناطيسي بسبب بنيته الداخليه، ولا يفقد الحقل المغناطيسي بسهولة، المغناطيس الدائم يتكون من مواد مغناطيسية لا تتوقف عن انتاج مجالها المغناطيسي بغض

النظر

عن التأثير الخارجي، بالتالي، تعتبر مستقرة ضد قوى إزالة المغناطيسية

من اجل فهم المغناطيسية الدائمة، يجب النظر إلى التركيب الداخلي للمواد المغناطيسية، المادة تعرض خصائص مغناطيسية عندما تكون مجالات نطاقاتها في نفس الاتجاه.

امثلة عن انواع مغناطيسية دائمة

ألنيكو: هي سبيكة مكونة من الالمونيوم، النيكل والكوبالت، يمكن ان يتم تشكيل حقل مغناطيسي دائم من سبائك النيكو، تستعمل التطبيقات الصناعية هذه المادة على نطاق واسع، وهي تتواجد في المحركات الكهربائية الكبيرة والميكروفونات ومكبرات الصوت وآلات التقاط الجيتار الكهربائية واجهزة الميكروويف
الفريت: مركب يتكون من اكسيد الحديد وعناصر اخرى مثل السترونتيوم والباريوم، تتواجد هذه المادة في الثلاجة والمحركات الكهربائية الصغيرة
مغناطيس النيوديميوم (NdFeB) هو نوع من مغناطيس الأرض النادرة الذي يتكون من سبائك النيوديميوم والحديد والبورون، اخترعهما جنرال موتورز وسوميتومو سبيشال ميتالز في عام 1982، أقوى مغناطيس دائم متوفر حاليًا هو مغناطيس نيوديميوم، هذا المغناطيس يتواجد في الأدوات اللاسلكية ومحركات الأقراص الثابتة والمثبتات المغناطيسية.
سبائك السماريوم الكوبالت هي أيضًا مغناطيسات أرضية نادرة ، وغالبًا ما تستخدم في تطبيقات متخصصة مثل الفضاء.

المغناطيس المؤقت

المغناطيس المؤقت كما يوحي اسمه، يحافظ على خصائص المغنطة فقط تحت ظروف معينه، عندما لا تكون هذه الظروف متوافرة، يخسر الحقل المغناطيسي

المواد اللينة ذات الخصائص المغناطيسية المنخفضة، مثل الحديد الصلب والفولاذ، هي امثلة عن المغناطيس المؤقت، تصبح هذه المواد مغناطيسية في حال وجود مجال مغناطيسي قوي

قد تكون قد رأيت كيف تلتصق مشابك الورق ببعضها البعض عندما يكون المغناطيس الدائم قريبًا، كل مشبك ورقي يصبح مغناطيسًا مؤقتًا يجذب إليه مشابك الورق الاخرى في ظل وجود مجال مغناطيسي، بمجرد ازالة المغناطيس الدائم، تفقد مشابك الورق خصائصها المغناطيسية.

المغناطيس الكهربائي

المغناطيس الكهربائي هو المغناطيس الذي يولد الحقل المغناطيسي عند وجود حقل من التيار الكهربائي، على سبيل المثال، تستعمل المحركات والمولدات وسماعات الراس جميعها مغناطيسًا كهربائيًا.

في المغناطيس الكهربائي، يلتف سلك كهربائية حول قلب مغناطيسي حديدي، ينتج عن توصيل السلك بمصدر للكهرباء مجال مغناطيسي قوي، تزيد المادة المغناطيسية من الحقل المغناطيسي، يمكن ان تكون المغناطيسات الكهربائية التي تعتمد على التيار الكهربائي قوية للغاية، كما ان هذه المغناطيسات توفر القدرة على تشغيل وايقاف القوة المغناطيسية بضغطة زر، وهذه الخاصية تساعدنا على استعمال الادوات ذات القوة المغناطيسية في حياتنا اليومية، من اهم الامثلة على تطبيقات القوة المغناطيسية هي القطار المغناطيسي المعلق.

لائحة بالمعادن القابلة للتمغنط

بعض المواد قابلة للتمغنط

تكون كذلك في جميع الاوقات، اما البعض الاخر، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، له خصائص مغناطيسية فقط في وجود تراكيب كيميائية معينة.

الحديد

الحديد معروف بخصائصه المغناطيسية، وفي الواقع، هو اهم المواد المغناطيسية الحديدية، يشكل جزء لا يتجزء من لب الارض ويضفي خصائصه المغناطيسية على الارض، لذلك تعتبر الكرة الارضية مغناطيس دائم.

هناك العديد من الامور التي تؤدي لمغنطة الحديد، بالإضافة للشبكة المغزلية الالكترونية على المستوى الذري، فإن بنيته الكريستالية تلعب دورًا هامًا ايضًا، دونها، لن يكون الحديد معدنًا مغناطيسيًا، كما ينتج عن الهياكل البلورية المختلفة خصائص حديدية مختلفة.

النيكل

النيكل هو معدن مغناطيسي شائع يتميز بخصائص مغناطيسية حديدية هامة، مثل الحديد، تتواجد مركبات النيكل في عمق الارض، واستخدم النيكل تاريخيًا في صنع

العملات

المعدنية.

في وقتنا الحالي، يستعمل النيكل في صناعة البطاريات والطلاء وادوات المطبخ والهواتف والمباني والنقل والمجوهرات، يستخدم جزء كبير من النيكل في تصنيع الحديد والفولاذ المقاوم للصدأ

بسبب خصائصه المغناطيسية، يعتبر جزءًا من مغناطيس ألنيكو (مصنوع من الالمنيوم، النيكل والكوبالت)، هذه المغناطيسات اقوى من المغناطيسات المعدنية الارضية ولكنها اضعف من المغناطيسات القائمة على الحديد.

الكوبالت

الكوبالت معدن هام من المعادن المغناطيسية، لاكثر من 100 عام، ساهمت الخصائص المغناطيسية الممتازة للكوبالت في تطوير العديد من الادوات، يمكن ان يستعمل الكوبالت من اجل انتاج المغناطيس الناعم وكذلك الصلب، المغناطيسات اللينة التي تستخدم الكوبالت لها مزايا وفوائد اضافية على المغناطيسات اللينة الأخرى. أي ، لديهم نقطة تشبع عالية ، درجات حرارة كوري ( اي درجة الحرارة التي تختفي فيها خصائص المغنطة) في حدود 950 … 990 درجة مئوية. وبالتالي ، يمكن استخدامها للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية (حتى أقل من 500 درجة مئوية)

الفولاذ

الفولاذ يضم ايضًا خصائص مغناطيسية حديدية لانه مشتق من الحديد، ينجذب معظم الفولاذ إلى المغناطيس، وإذا لزم الامر، يمكن استعمال الفولاذ لصنع مغناطيس دائم، مثال على ذلك الفولاذ EN C15D. تحتوي هذه الدرجة من الفولاذ على 98.81 إلى 99.26٪ حديد. وبالتالي ، فإن نسبة عالية جدًا من الفولاذ هذه هي الحديد. ولذلك فإن الخصائص المغناطيسية الحديدية للحديد تنتقل إلى الفولاذ.

الفولاذ المقاوم للصدأ

بعض انواع الفولاذ المقاوم للصدأ مغناطيسية والبعض الآخر ليس كذلك، الفولاذ يتحول إلى فولاذ مقاوم للصدأ في حال كان يحوي على 10.5% على الاقل من الكروم.