Magnesy trwałe

Od XIX wieku teoria magnetyzmu rozwija się szybko i nieustannie odkrywane są nowe materiały magnetyczne. Magnesy trwałe są szeroko stosowane do różnych obszarów jako ważny materiał funkcjonalny. Można twierdzić, że bez materiałów magnetycznych nie ma nowoczesnej energetyki, automatyki przemysłowej ani informatyki. Materiały magnetyczne trwałe, materiały magnetyczne miękkie i materiały pamięci magnetycznej są uznawane za trzy główne grupy materiałów magnetycznych i tworzą wielką rodzinę materiałów magnetycznych z materiałami magnetycznymi chłodniczymi, materiałami magnetostrykcyjnymi, materiałami magnetycznymi absorpcyjnymi oraz nowo opracowanymi materiałami spintronicznymi. Materiały magnetyczne trwałe, zwane także materiałami magnetycznymi twardymi, zostały zastosowane najwcześniej w historii. W przeciwieństwie do innych dziedzin, magnetyzm przeszedł drogę od technologii do nauki. Chińczycy wykorzystali magnetyt do wyprodukowania kompasu już w 300 r. p.n.e. Jednak choć ludzie wykorzystywali magnetyzm materii, wiedza człowieka o magnetyzmie urosła do stopnia teorii dopiero w XIX wieku i rozpoczął się szybki rozwój wiedzy o magnetyzmu.

1820: Duński fizyk Hans Christian Ørsted odkrył efekt magnetyczny prądu elektrycznego i jako pierwszy wykazał związek między elektrycznością a magnetyzmem.

1820: Francuski fizyk André-Marie Ampère zaprezentował możliwość wytwarzania pola magnetycznego przez induktor pod prądem i siłę interakcji między induktorami pod prądem.

1824: Brytyjski inżynier William Sturgeon wynalazł elektromagnesy.

1831: Brytyjski naukowiec Michael Faraday odkrył indukcję elektromagnetyczną, a następnie ujawnił samoistny związek między elektrycznością a magnetyzmem, co stanowi podstawę teoretyczną dla zastosowania technologii elektromagnetycznej.

Lata 1860.: Szkocki naukowiec James Clerk Maxwell opracował zunifikowaną teorię pola elektromagnetycznego i równania Maxwella. Tak naprawdę rozumienie zjawiska magnetyzmu przez człowieka zaczęło się od tego momentu.

Ponadto rozwój teorii magnetyzmu przyspieszyły badania właściwości materii.

1845: Michael Faraday podzielił magnetyzm materii na diamagnetyzm, paramagnetyzm i ferromagnetyzm zgodnie z podatnością magnetyczną.

1898: Francuski fizyk Pierre Curie zbadał związek między diamagnetyzmem, paramagnetyzmem i temperaturą, a następnie opracował słynne prawo Curie.

1905: Francuski fizyk Paul Langevin wykorzystał klasyczną teorię mechaniki statystycznej, aby wyjaśnić zależność temperatury od paramagnetyzmu typu I. Następnie inny francuski fizyk Léon Brillouin przeanalizował brak ciągłości energii magnetycznej i zaproponował półklasyczną teorię paramagnetyzmu na podstawie teorii Langevina.

1907: Francuski fizyk Pierre-Ernest Weiss opracował teorię pola molekularnego i koncepcję domeny magnetycznej zainspirowaną teorią Langevina i Brillouina. Teoria pola molekularnego i domeny magnetycznej jest uznawana za fundament współczesnej teorii ferromagnetyzmu, która przyczyniła się do powstania dwóch ważnych obszarów badań: teorii namagnesowania spontanicznego i teorii magnesowania technicznego.

1928: Niemiecki fizyk Werner Heisenberg opracował model wymiany i wyjaśnił naturę i pochodzenie pola molekularnego.

1936: Radziecki fizyk Lew Dawidowicz Landau ukończył wielkie dzieło Coarse of Theoretical Physics, w którym wyczerpująco i systematycznie podsumował współczesną fizykę teoretyczną, elektromagnetykę i teorię ferromagnetyczną. Następnie francuski fizyk Louis Néel przedstawił koncepcję i teorię antyferromagnetyzmu i ferrimagnetyzmu.

Tymczasem teoria ferromagnetyzmu odgrywa coraz ważniejszą rolę w badaniach i rozwoju magnesów trwałych.

1917: Japoński wynalazca Kotaro Honda wynalazł stal KS.

1931: Japoński metalurg Tokushichi Mishima wynalazł stal MK. Stal MK może być uważana za zalążek magnesów AlNiCo. Magnesy AlNiCo są znane także jako magnesy trwałe pierwszej generacji.

1933: Yogoro Kato i Takeshi Takei wspólnie wynaleźli magnesy ferrytowe. Magnesy ferrytowe to magnesy trwałe drugiej generacji, które stanowią istotną część obecnych magnesów trwałych.

1967: Karl J. Strnat i jego współpracownicy odkryli stop kobaltu ziem rzadkich typu 1:5. Właściwości magnetyczne magnesów kobaltowych ziem rzadkich są wielokrotnie większe niż magnesów AlNiCo. W tym momencie pojawiły się magnesy trwałe ziem rzadkich pierwszej generacji.

1977: Teruhiko Ojima z firmy TDK Corporation osiągnął wielki sukces w rozwoju spiekanych magnesów samarowo-kobaltowych typu 2:17, które stanowiły początek magnesów trwałych ziem rzadkich drugiej generacji.

1983: Japoński naukowiec Masato Sagawa i amerykański naukowiec John Croat wynaleźli odpowiednio spiekane magnesy neodymowe i przędzony ze stopu proszek neodymowy. Pojawienie się magnesów ziem rzadkich trzeciej generacji, magnesów neodymowych, znacząco ułatwiło rozwój powiązanych dziedzin.