Sisältö
Elektronien spinit ja kiertoradat tekevät käytännössä minkä tahansa atomin pieneksi palkkimagneetiksi. Useimpien materiaalien tapauksessa näiden atomien magneettiset momentit osoittavat satunnaisiin suuntiin ja niiden kentät peruutuvat, jotta ei muodostu verkkomagnetiikkaa.
Sitä vastoin tietyt aineet ovat ferromagneettisia ja niiden magneettiset momentit kohdistuvat spontaanisti, joten niiden kentät ovat yhdensuuntaiset toistensa kanssa ja lisääntyvät toisiinsa. Tämä kohdistus on rajoitettu pieneen alueeseen nimeltä a verkkotunnuksen, monien sellaisten domeenien muodostaessa ferromagneettinen materiaali.
Vaikka domeenit ovat vahvistaneet magneettikenttiä, ne ovat itse satunnaisesti suuntautuneita, mikä taas ei johda kokonaismagnetismiin. Ulkoinen magneettikenttä voi kuitenkin kohdistaa alueet siten, että niiden omat magneettikentät vahvistavat toisiaan, tuottaen verkkokentän koko esineessä ja siten luomalla magneetin. Tämä ilmiö, nimeltään ferromagnetismi, on arjen magneettien perusta. Huoneenlämpötilassa vain neljä alkuainetta on ferromagneettisia ja sillä on tämä käyttäytyminen: rauta, koboltti, nikkeli ja gadoliini.
Magnetismin käyttö
Pehmeitä magneettimateriaaleja, kuten rautaa, on helppo magnetoida, mutta domeenit satunnaistuvat heti, kun ulkoinen kenttä katoaa; seurauksena materiaali menettää nopeasti magnetisminsa. Tämä ominaisuus on hyödyllinen sähkömagneetteille ja laitteille, kuten nauhoitus- tai poistopääille, joiden on tuotettava väliaikaisia tai nopeasti muuttuvia magneettikenttiä.
Kovia magneettimateriaaleja, kuten terästä, on vaikeampi magnetoida ja myös vaikeampaa demagnetoida; ulkoisen kentän poistamisen jälkeen ne voivat säilyttää magnetisminsa pitkään - joskus miljoonien vuosien ajan - ominaisuuden, joka auttaa kivien geologisessa syntymisessä. Kovia magneettimateriaaleja käytetään siksi pysyvien magneettien valmistukseen.
Tällä magnetointiprosessilla on laaja käytännön sovellus, jossa nauhuri on vain yksi esimerkki. Nauhanauha koostuu pitkästä, ohuesta Mylar-nauhasta, joka on päällystetty hienoilla rautaoksidin tai kromidioksidin hiukkasilla. Kun nauha liikkuu levypään alla, magneettikenttä kohdistaa tämän päällysteen alueet vasteena musiikki- tai datasignaalille. Myöhemmin domeenit säilyttävät vaikutelman magneettikentän myöhempää toistoa varten.
Tietokoneiden kiintolevyt käyttävät olennaisesti samaa prosessia magneettisen tiedon varastointiin nopeasti pyörivillä levyillä.
Ei toivottu magnetismi
Terästuotteet saattavat joutua kosketukseen magneettien tai magneettisen kiinnityspöydän kanssa, ja ne voivat tahattomasti magnetoitua. Työstö, hitsaus, hiominen ja tasainen tärinä voivat myös magnetoida terästä. Ei-toivottuihin vaikutuksiin kuuluvat työkalut, jotka houkuttelevat metallilastuja ja -lastuja, karkea pinta galvanoinnin jälkeen ja hitsaukset, jotka tunkeutuvat vain toiselle puolelle.
Samoin jatkuva kosketus magneettinauhaan voi antaa jäännösmagneettisuuden tallennuslaitteille, mikä lisää kohinaa ja aiheuttaa epätarkkoja äänitallenteita.
Uudelleenkäytettäväksi ääninauha voidaan palauttaa tyhjään tilaan ajamalla sen pituus tyhjennyspään ohi, työläs ja epäkäytännöllinen prosessi, etenkin laajassa mittakaavassa. Poistettujen tietokoneiden kiintolevyillä voi olla yksityisiä tai arkaluontoisia tietoja, jotka eivät saisi olla muiden saatavilla. Näissä tapauksissa tallennusväline on demagnetoitu irtotavarana.
Miksi käyttää magnetointilaitetta?
Ei-toivotun magneettisuuden haitta on johtanut sekä pienten että teollisten demagnetointilaitteiden kehittämiseen. Demagnetointilaite, joka tunnetaan myös nimellä degausser, käyttää sähkömagneetteja voimakkaiden, korkeataajuisten vaihtovirtamagneettikenttien luomiseen. Vastauksena yksittäiset domeenit kohdistuvat satunnaisesti, joten niiden magneettikentät mitätöivät tai melkein peruutuvat, poistaen tai vähentämällä olennaisesti ei-toivottua magneettisuutta.
Jotkut degaussereista eivät käytä sähköä tai sähkömagneetteja, mutta niissä on sen sijaan harvinaisia maametallimagneetteja tarvittavien voimakkaiden magneettikenttien aikaansaamiseksi.
Tätä magnetointiperiaatetta käytetään myös nauhureihin. Kun nauha kulkee tyhjennyspään alla, korkea amplitudi, korkeataajuinen magneettikenttä satunnaistaa alueet valmistautuessaan uuden äänen tai datan nauhoittamiseen. Suuremmassa mittakaavassa irtotavaran poistoaineet poistavat kokonaiset magneettinauhojen tai kiintolevyjen puolat yhdessä vaiheessa.
Magneettikoneella voi olla yksi useista yleisistä kokoonpanoista tarkoituksesta riippuen. Kannettava magnetointityökalu poistaisi porat, terät tai pienet osat, jotka lepäävät tasaisella pinnalla tai kulkevat reiän kautta.
Paksut materiaalit tai suuret kiinteät esineet saattavat joutua kulkemaan riittävän suuren magnetointitunnelin läpi seisovalle henkilölle sopivaksi. Taajuus, magnetointikentän voimakkuus ja läpimenonopeus on räätälöitävä objektiin ja jäännösmagneettikenttä poistettava.