תוֹכֶן
מגנטים הם עצמים המייצרים שדות מגנטיים. שדות מגנטיים אלה מאפשרים למגנטים למשוך מתכות מסוימות מרחוק מבלי לגעת בהם. השדות המגנטיים של שני מגנטים יגרמו להם למשוך זה את זה או להדוף זה את זה, תלוי איך הם מכוונים. מגנטים מסוימים מופיעים באופן טבעי ואילו אחרים הם מעשה ידי אדם. אמנם ישנם סוגים רבים ושונים של מגנטים, אך שניים מהפופולריים ביותר הם מגנטים לקרמיקה ומגנטים neodymium. לכל אחד יתרונות וחסרונות משלו.
היסטוריה
פילוסופים יוונים קדומים כתבו על התכונות המגנטיות של לסטון, עפרת ברזל מגנטית מטבע הדברים. במשך אלפי שנים כל המגנטים היו מגנטים טבעיים כמו אבן שקע. בשנת 1952 היו מגנטים עשויים קרמיקה לראשונה. על ידי ייצור מגנטים מקרמיקה, המהנדסים הצליחו ליצור מגנטים לכל צורה שהם רוצים. על ידי ייצור המגנטים הקרמיים מתערובות שנוצרו בקפידה ניתן היה ליצור שדות מגנט חזקים יותר ממה שהיו אפשריים בטבע. בשנת 1983 הומצאו מגנטים של ניאודימיום.
שני סוגים של מגנטים
מגנטים קרמיים נקראים לעיתים מגנטים "פריט קשה". הם עשויים מאבקת באריום פריט או סטרונטיום פריט אבקה. אבקה זו נוצרת לצורה שהמגנט לנקוט על ידי הפעלת לחץ עליה ואפייה. מגנטים לנאודימיום הם סגסוגות מתכת טהורות הנוצרות מניאודימיום, ברזל ובור. הם נוצרים לעיתים על ידי שילוב המתכות השונות תוך כדי התכה וקירורן למוצקות. לעיתים מתכות אבקות, מעורבבות ונלחצות זו לזו.
היתרונות של כל אחד
למגנטים לקרמיקה ולניאודימיום יתרונות שונים. קל למגנט למגנטים לקרמיקה. הם עמידים מאוד בפני קורוזיה ובאופן כללי אינם זקוקים לציפויים נוספים להגנת קורוזיה. הם עמידים בפני דמגנטיזציה על ידי שדות חיצוניים. הם חזקים יותר ממגנטים טבעיים, אם כי סוגים רבים אחרים של מגנט חזקים מהם. הם יחסית זולים. מגנטים Neodymium הם החזקים ביותר מבין כל המגנטים הקבועים. מגנט ניאודימיום יכול להרים יותר מכל סוג אחר של מגנט באותו גודל. הם עמידים ביותר בפני דמגנטיזציה על ידי שדות מגנטיים חיצוניים.
החסרונות של כל אחד
גם למגנטים לקרמיקה וניאודימיום יש חסרונות שונים. מגנטים קרמיים שבירים במיוחד ונשברים בקלות. לא ניתן להשתמש בהם במכונות החוות לחץ רב או כיפוף. הם נעשים דמגנטיים אם הם נחשפים לטמפרטורות גבוהות (מעל 480 מעלות פרנהייט.) יש להם חוזק מגנטי מתון בלבד, מה שהופך אותם לא מתאימים ליישומים הדורשים שדות מגנטיים חזקים. מגנטים לנאודימיום יקרים יחסית למגנטים לקרמיקה. הם מחלידים בקלות רבה, ויש לנקוט בצעדים נוספים כדי להגן עליהם מפני קורוזיה. מגנטים של נוידימיום הם גם שבירים מאוד ויסדקו תחת לחץ. הם מאבדים את המגנטיות שלהם אם הם נחשפים לטמפרטורות שמעל 175 עד 480 מעלות פרנהייט (תלוי בסגסוגת המדויקת בה נעשה שימוש).
השוואה
מגנטים לקרמיקה וניאודימיום מתאימים כל אחד ליישומים שונים. בשל מחירם הגבוה יחסית ורגישותם לתנאים חיצוניים, מגנטים neodymium הם הטובים ביותר רק ליישומים בהם יש צורך בשדות מגנטיים גבוהים במיוחד, כמו טורבינות עוצמתיות וגנרטורים וניסויים בפיזיקת חלקיקים. המגנטים הקרמיים הזולים יותר, אך החלשים יותר, עשויים להיות הטובים ביותר לשימוש בעבודות רבות יותר כמו טורבינות וגנרטורים בעלי הספק נמוך, ניסויים במדעי הכיתה ומגנטים למקררים.