Feromagnetické materiály

Feromagnetické materiály jsou silně přitahovány magnety. Které kovy jsou magnetické? A proč nerezová ocel někdy na magnety reaguje a někdy ne?

Které materiály magnet přitahuje?

Ze všech magnetických materiálů jsou v praxi nejdůležitější feromagnetické materiály. Jsou to materiály, které reagují na magnetické pole dostatečně silně na to, aby byly magnetem přitahovány. Některé feromagnetické materiály lze navíc použít jako samotné magnetické materiály. Nejznámější feromagnetické kovy jsou:

• železo
• nikl
• kobalt

Magnetické jsou také mnohé slitiny, zejména pokud obsahují železo, nikl nebo kobalt. Proto mnoho druhů oceli silně reaguje na magnet.

Co znamená feromagnetický?

Materiál je feromagnetický, když se magnetické momenty uvnitř materiálu mohou uspořádat. Díky tomu vzniká silná přitažlivost vůči vnějšímu magnetickému poli. U některých materiálů část tohoto magnetického uspořádání zůstává i po odstranění vnějšího magnetického pole. Materiál je pak zmagnetovaný.

Jednoduše řečeno: feromagnetický materiál je zřetelně přitahován magnetem. To je reakce, kterou pozorujete, když se magnet přichytí k oceli.

Magnetický nebo feromagnetický?

V praxi se pojmy „magnetický“ a „feromagnetický“ často používají zaměnitelně. Technicky mezi nimi existuje rozdíl. Objekt je magnetický, když se sám chová jako magnet se severním a jižním pólem. Objekt je feromagnetický, když je silně přitahován magnetem. Ocelová deska je tedy obvykle feromagnetická. Teprve když je tato deska zmagnetována, chová se sama jako magnet.

Pro průmyslové aplikace je nejdůležitější právě feromagnetická vlastnost: je materiál přitahován dostatečně silně, aby mohl být zachycen, separován nebo detekován?

Které kovy jsou magnetické?

Které materiály nejsou přitahovány nebo jen velmi slabě?

Mnoho kovů není v praxi magnetických. Standardní magnet se na ně nepřichytí.

Většinu výše uvedených kovů je však možné v recyklačních aplikacích oddělovat pomocí vířivých proudů.

Proč není každý kov magnetický?

Magnetismus je určen vnitřní strukturou materiálu. Ve feromagnetických materiálech se mohou malé magnetické oblasti, takzvané domény, uspořádat stejným směrem. Tím se vzájemně zesilují a vzniká silná reakce na magnetické pole.

U neferomagnetických materiálů k tomu nedochází, nebo jen velmi slabě. Proto hliník, měď nebo mosaz nejsou běžným magnetem viditelně přitahovány, i když jde o kovy.

Magneticky měkké a tvrdé materiály

Feromagnetické materiály se často dělí na magneticky měkké a magneticky tvrdé materiály.

Magneticky měkké materiály

Magneticky měkké materiály se snadno magnetizují, ale po zániku magnetického pole většinu magnetismu ztrácejí. Příkladem je žíhané železo. Tyto materiály jsou užitečné v magnetických obvodech, elektromagnetech a aplikacích, kde má magnetické pole působit pouze dočasně. Při magnetické separaci jsou železné částice přitahovány vnějším magnetickým polem, aniž by samy musely zůstat trvale silně magnetické.

Magneticky tvrdé materiály

Magneticky tvrdé materiály zůstávají po zmagnetování magnetické. Používají se pro permanentní magnety. Příklady zahrnují ferit, neodym-železo-bor, samarium-kobalt a alnico. U permanentních magnetů je důležité, aby si materiál zachoval magnetizaci i pod vlivem teploty, vnějších magnetických polí, zatížení a provozních podmínek.

Je nerezová ocel magnetická?

Nerezová ocel může být magnetická, ale nemusí. Magnetická reakce závisí především na její struktuře.

Feritické a martenzitické nerezové oceli jsou obvykle magnetické. Austenitické nerezové oceli, například 304 a 316, jsou v žíhaném stavu obvykle nemagnetické nebo jen slabě magnetické. Tváření za studena, ohýbání, svařování nebo mechanické zpracování může způsobit, že austenitická nerezová ocel bude lokálně mírně magnetická.
Zkouška magnetem je proto užitečná jako rychlá indikace, nikoli jako úplná identifikace materiálu.

Co to znamená pro magnetickou separaci?

Při magnetické separaci nejde jen o to, zda je materiál magnetický. O tom, zda bude částice skutečně zachycena, rozhodují také další faktory:

• složení materiálu;
• velikost a tvar částice;
• vzdálenost od magnetu;
• síla a gradient magnetického pole;
• vrstva produktu a rychlost toku;
• teplota;
• vlhkost, mastnota nebo ulpívání produktu;
• konstrukce magnetického separátoru.

Feromagnetické částice, jako je železo, ocel a třísky, lze při použití vhodného magnetického separátoru účinně zachytit. Slabě magnetické nebo neferomagnetické kovy vyžadují jiný přístup. V recyklaci se například hliník a měď často separují pomocí separátorů s vířivými proudy.