磁石が金属を引きつける理由

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物質が磁性を持つのは、その価電子が特別な方法で整列している場合である。遷移金属は多くの価電子をゆるやかに保持しているため、このような現象が起こりやすい。鉄、コバルト、ニッケルはしばしば磁性を持つ。地球の鉄芯は巨大な磁石であり、磁場の2つの方向を表すのに、北と南という言葉が使われる。磁石の北極は地球の北極に引き寄せられる。

magnet

化合物にも磁性がある。トルコのマグネシアで発見されたFe3O4という式の鉄鉱石は磁鉄鉱と呼ばれ、その珍しい性質からその名がついた。中世の時代、この岩石はロドストーン（北へ「導く」ことから）と呼ばれ、航海に使われた。人々は、鉄や鋼鉄の針を岩にこすりつけると磁化することを発見した。これらの針は航海用のコンパスとして作られた。

magnet ring
鉄、コバルト、クロム酸化物などのセラミック磁石は粉末冶金で製造される。小さな粒子をポリマーと混ぜてフレキシブルな冷蔵庫用磁石を作ったり、プラスチックストリップにコーティングしてオーディオやビデオの録音テープを作ったりすることができます。加工時には、粒子の磁場を揃えるために強い磁場が印加される。真空チャンバー内での薄膜の蒸着は、コンピュータのハードドライブに使われている。
合金は非常に強力な磁石を作ることができる。最初に成功したアルミニッケルとコバルトの組み合わせは1930年代に発見された。希土類元素を含む合金はさらに成功している。サマリウム・コバルトとネオジム・鉄・ホウ素の組み合わせが一般的だ。
1800年代初頭、電線のコイルに電流を流すと磁場が発生することが発見された。電磁石は電気変圧器に使用されている。
材料が加熱されると磁性が失われることがある。加熱により電子はエネルギーを得て再配向し、特別な整列を失うことがある。

著者について

Chin Trento

イリノイ大学で応用化学の学士号を取得。彼の学歴は、多くのトピックにアプローチするための幅広い基盤となっている。スタンフォード・アドバンスト・マテリアルズ（SAM）で4年以上にわたり先端材料の執筆に携わる。彼がこれらの記事を書く主な目的は、読者に無料で、しかも質の高いリソースを提供することである。誤字、脱字、見解の相違など、読者からのフィードバックを歓迎する。

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