ต้นกำเนิดของแม่เหล็กธรรมชาติ

การเลือกใช้โลหะผสม:

ขั้นตอนแรกในการสร้างแม่เหล็กที่มนุษย์สร้างขึ้นคือการเลือกโลหะผสมที่เหมาะสม การเลือกวัสดุขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่ต้องการของแม่เหล็ก เช่น ความแข็งแรง ความทนทานต่ออุณหภูมิ ตัวอย่างเช่น แม่เหล็กนีโอไดเมียมซึ่งขึ้นชื่อในเรื่องความแข็งแกร่งอันเหลือเชื่อนั้นทำมาจากโลหะผสมของนีโอไดเมียม เหล็ก และโบรอน

การหลอมและการหล่อ:

เมื่อเลือกโลหะผสมแล้ว โลหะต่างๆ จะถูกหลอมรวมกันในเตาเผาเพื่อสร้างส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน จากนั้นโลหะผสมที่หลอมละลายนี้จะถูกหล่อลงในแม่พิมพ์เพื่อสร้างรูปร่างพื้นฐานของแม่เหล็ก เช่น บล็อกหรือกระบอกสูบ

การทำความเย็นและการแข็งตัว:

หลังจากการหล่อ โลหะผสมที่หลอมเหลวจะถูกปล่อยให้เย็นตัวลงและแข็งตัว ในขั้นตอนนี้ โครงสร้างอะตอมของโลหะผสมจะเริ่มก่อตัวขึ้น แต่โดเมนแม่เหล็กภายในวัสดุจะยังคงมีทิศทางแบบสุ่ม ซึ่งหมายความว่าวัสดุยังไม่ถูกทำให้เป็นแม่เหล็ก

การจัดตำแหน่งโดเมนแม่เหล็ก:

ขั้นตอนสำคัญในการสร้างแม่เหล็กที่มนุษย์สร้างขึ้นคือการจัดตำแหน่งโดเมนแม่เหล็กภายในโลหะผสม โดยทั่วไปแล้วจะทำโดยการวางวัสดุไว้ในสนามแม่เหล็กภายนอกที่มีความเข้มข้นสูง ซึ่งจะบังคับให้โมเมนต์แม่เหล็กของอะตอมเรียงตัวในทิศทางเดียวกัน กระบวนการจัดตำแหน่งนี้จะทำให้วัสดุมีคุณสมบัติทางแม่เหล็ก และเปลี่ยนเป็นแม่เหล็กถาวร

การอบชุบด้วยความร้อนและการตกแต่ง:

เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของแม่เหล็ก วัสดุอาจได้รับการอบด้วยความร้อน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแม่เหล็กจนถึงอุณหภูมิที่กำหนด จากนั้นจึงทำให้เย็นลงด้วยอัตราที่ควบคุมได้ กระบวนการนี้จะช่วยล็อกตำแหน่งของโดเมนแม่เหล็ก หลังจากอบด้วยความร้อนแล้ว แม่เหล็กมักจะได้รับการเคลือบหรือตกแต่งเพื่อป้องกันการกัดกร่อนและการสึกหรอทางกลไก

ประเภทของแม่เหล็กที่มนุษย์สร้างขึ้น

แม่เหล็กที่มนุษย์สร้างขึ้นสามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภทตามวัสดุที่ใช้และคุณสมบัติทางแม่เหล็ก:

แม่เหล็กถาวร:

แม่เหล็กเหล่านี้สามารถคงสภาพแม่เหล็กไว้ได้เมื่อเวลาผ่านไป และนำไปใช้ในแอปพลิเคชันต่างๆ ตั้งแต่แม่เหล็กติดตู้เย็นไปจนถึงมอเตอร์ไฟฟ้า แม่เหล็กถาวรประเภททั่วไป ได้แก่ แม่เหล็กนีโอไดเมียม แม่เหล็กซาแมเรียมโคบอลต์ และแม่เหล็กอัลนิโค

แม่เหล็กไฟฟ้า:

แม่เหล็กไฟฟ้าต่างจากแม่เหล็กถาวร ตรงที่สร้างสนามแม่เหล็กได้ก็ต่อเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน แม่เหล็กไฟฟ้าทำขึ้นโดยการพันลวดเป็นวงรอบแกนกลางที่ทำจากวัสดุแม่เหล็ก เช่น เหล็ก เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวด จะสร้างสนามแม่เหล็กที่ทำให้แกนกลางมีแม่เหล็ก แม่เหล็กไฟฟ้าใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องจักรอุตสาหกรรม อุปกรณ์ทางการแพทย์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

แม่เหล็กชั่วคราว:

แม่เหล็กชั่วคราวเป็นวัสดุที่มีลักษณะคล้ายแม่เหล็กเมื่ออยู่ในสนามแม่เหล็กที่มีความเข้มข้นสูงเท่านั้น เมื่อสนามแม่เหล็กภายนอกถูกกำจัดออกไป แม่เหล็กจะสูญเสียคุณสมบัติแม่เหล็กไป แม่เหล็กชั่วคราวมักใช้ในงานที่ต้องเปิดและปิดคุณสมบัติแม่เหล็กได้ง่าย

ความสำคัญของแม่เหล็กในเทคโนโลยีสมัยใหม่

แม่เหล็กทั้งจากธรรมชาติและจากฝีมือมนุษย์มีบทบาทสำคัญในเทคโนโลยีนับไม่ถ้วนที่ขับเคลื่อนโลกของเราในปัจจุบัน แม่เหล็กถูกนำไปใช้ในทุกสิ่งตั้งแต่การผลิตไฟฟ้าในโรงไฟฟ้าไปจนถึงการจัดเก็บข้อมูลในฮาร์ดไดรฟ์ ตั้งแต่ลำโพงและไมโครโฟนไปจนถึงอุปกรณ์ถ่ายภาพทางการแพทย์ เช่น เครื่องสแกน MRI

ตัวอย่างเช่น ในพลังงานหมุนเวียน แม่เหล็กมีความสำคัญต่อการทำงานของกังหันลมและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การเคลื่อนที่ของใบพัดกังหันซึ่งขับเคลื่อนด้วยลมจะหมุนแม่เหล็กภายในขดลวดเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าผ่านการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค แม่เหล็กถูกใช้ในสมาร์ทโฟน หูฟัง และคอมพิวเตอร์เพื่อสร้างเสียง จัดเก็บข้อมูล และทำหน้าที่อื่นๆ อีกมากมาย ความแข็งแกร่งและประสิทธิภาพของอุปกรณ์เหล่านี้มักขึ้นอยู่กับคุณภาพของแม่เหล็กที่ใช้