آهن ربا چگونه ساخته می شود؟

آهن قرن‌هاست که به عنوان پرکاربردترین فلز در زندگی انسان شناخته می‌شود. این کاربرد گسترده چه به صورت خالص و چه به صورت ترکیب‌هایی مانند فولاد، انبوهی از ابزارها و فناوری‌های جانبی برای آهن و متشقات آن را هم به وجود آورده است. شاید یکی از بدیهی‌ترین از ابزارها آهن رباها باشند که امروزه هم در صنعت و هم در زندگی روزمره می‌توانید آنها را پیدا کنید. اگر کنجکاو هستید که آهن ربا چگونه ساخته می شود، با ما تا انتهای این مطلب در آریان مارک همراه بمانید.

آهن ربا از چه چیزی ساخته شده است؟

بسته به اینکه با چه نوع آهن ربایی روبرو باشید، مواد مختلفی هم برای تولید آن استفاده می‌شوند. به صورت عمومی دو نوع آهنربا داریم که تفاوت اصلی آنها در این است که هر آهن ربا چگونه ساخته می شود:

• آهن ربای دائمی
• آهن ربای موقتی

دسته موقتی بیشتر آهن رباهای صنعتی هستند که بدون جریان برق هیچ قابلیت مغناطیسی از خودشان ندارند، اما مدل‌های دائمی همان قطعات فلزی هستند که با آنها آشنا هستید و می‌توانند اجسام آهنی را به خود جذب کنند. مدل‌های موقتی اغلب به سیم‌پیچ‌های مسی متکی هستند و بنابراین می‌توان اجزای آنها را سیم‌پیچ مسی و جریان برق دانست که به وجود آورنده میدان مغناطیسی است.

اما مدل‌های دائمی بسته به میزان قدرت و نوع خود می‌توانند از مواد زیر ساخته شوند:

• آهن و اکسید آن
• نیکل
• آلومینیوم
• کبالت
• بعضی آلیاژهای فولاد که خاصیت مغناطیسی دارند
• ترکیب ساماریم-کبالت
• نئودینیوم

با بررسی انواع آهن ربا بهتر می‌توانید با هر کدام از این مواد و محل کاربرد آنها آشنا شوید.

انواع آهن ربا

همان طور که گفتیم آهنرباها اغلب دو دسته دائمی و موقتی دارند. گاهی در میان عموم مردم، تنها آهن ربای دائمی را به عنوان آهن ربای واقعی می‌شناسند. این دسته‌بندی گرچه به لحاظ فنی صحیح است، اما کمتر از آن برای اشاره به آهنرباهای موجود در صنعت و بازار استفاده می‌شود.

دسته‌بندی دیگری که مرسوم است، به جنس آهن ربا اشاره دارد. اینکه آهن ربا چگونه ساخته می شود، ارتباط مستقیم با جنس ماده اولیه آن پیدا می‌کند که بر این اساس دسته‌های زیر را داریم.

اولین آهن ربا کی ساخته شد؟

شاید برایتان جالب باشد که بدانید برخلاف آنچه به نظر می‌رسد، استفاده از آهن ربا قرن‌ها و بلکه هزاران سال است که در میان جوامع انسانی رواج دارد. عبارت «مگنت» (آهن ربا) ریشه‌ای یونانی دارد. در دوران یونان باستان با کانی‌هایی مانند مگنتیت و لوداستون آشنا بودند که آهن را به خود جذب می‌کردند. چینی‌ها هم می‌دانستند که چکش‌کاری آهن گداخته در یک جهت معین به آن خاصیت آهن ربایی می‌بخشد، گرچه هیچکدام از این تمدن‌ها تعریف دقیقی از خواص مغناطیسی نداشتند.

شاید بارزترین وسیله مغناطیسی که از دوران باستان استفاده شده است، قطب‌نما باشد. البته باز هم تأکید می‌کنیم که هیچکس نمی‌دانست چرا قطب‌نما به سمت شمال اشاره می‌کند، چون هیچ درکی از میدان مغناطیسی کره زمین وجود نداشت.

اولین کسی که مطالعات علمی عمیقی در خصوص آهن ربا و خواص آن انجام داد، فیزیکدان انگلیسی ویلیام گیلبرت بود که در قرن هفدهم میلادی زندگی می‌کرد. از این زمان خرافات حول آهن رباها کم کم از بین رفت و اول از همه مشخص شد که خود زمین یک آهن ربای عظیم است و به همین خاطر قطب‌نماها در جهت‌یابی کاربرد دارند. این محقق اولین کسی بود که بحث کرد آهن ربا چگونه ساخته می شود.

بعد از گیلبرت، طی دویست سال مطالعات گسترده و پیشرفت‌های فراوانی در این خصوص صورت گرفت و علاوه بر اینکه دانشمندان کشف کردند آهن ربا چطور ساخته می شود، تلاش‌های بسیاری هم برای بهینه‌سازی توان ربایش آنها انجام شد. در سال 1930 آلیاژهای جدیدی کشف شدند که یکی از آنها خانواده آهنرباهای آلنیکو را به وجود آورد.

از دهه 50 میلادی آهن رباها به صورت انبوه هم تولید شدند و پس از ده سال، آهن رباهای خاکی کمیاب مطرح شدند که مشهورترین آنها مدل‌های نئودیمیوم هستند. از این زمان کم کم مطالعه در این خصوص کند شد و از ابتدای قرن جدید، دیگر کشف جدید بارزی در زمینه آهن ربا به ثبت نرسیده است، گرچه هنوز صنعتگران و دانشمندان در تلاش برای یافتن کانی‌ها و فرمول‌های شیمیایی بهینه‌تر هستند.

آهن ربا چطور ساخته می شود؟

اینکه آهن ربا چطور ساخته می شود، به این موضوع بستگی دارد که می‌خواهید آهن ربای دائمی داشته باشید یا موقتی. مدل‌های دائمی در نبود میدان مغناطیسی همچنان توانایی جذب موادی مثل آهن را حفظ می‌کنند، اما مدل‌های موقتی به محض اینکه شرایط مشخصی در آنها تغییر کند، خاصیت ربایش خود را از دست می‌دهند. هر دسته روش ساخت و کاربردهای خاص خود را هم دارند.

1. آهن ربای دائمی چطور ساخته می شود

آهنربای دائمی باید از برخی مواد خاص ساخته شود و اکثر اوقات فلزاتی مانند آهن، فولادهای مغناطیسی یا آلیاژهای خاکی کمیاب برای این منظور انتخاب می‌شوند. مراحل تبدیل کردن این فلزات به آهن ربا الزاماً دشوار نیست، اما دقت زیادی می‌طلبد و در گذشته زمان قابل توجهی هم نیاز داشت.

مراحل ساخت آهن ربای دائمی به شرح زیر است:

1. یک میدان مغناطیسی قوی به کمک یک آهنربای بزرگ یا سیم‌پیچ حامل جریان برق ایجاد می‌کنید
2. یک قطعه فلزی به داخل میدان مغناطیسی و در جهت آن وارد می‌شود
3. بسته به اینکه فلز از چه جنس باشد، باید مدت زمان مشخصی در میدان مغناطیسی باقی بماند
4. کم کم آرایش اتم‌ها و الکترون‌ها منظم می‌شود و حوزه‌های مغناطیسی فلز هم‌جهت می‌شوند
5. فلز بعد از بیرون آمدن از میدان مغناطیسی، خواص مغناطیسی پیدا می‌کند

بسته به اینکه جنس استفاده شده شما چقدر مستعد زنگ زدن باشد، همیشه یک لایه خارجی پوششی هم برای آنها تهیه می‌شود. پوشش‌های ارزان‌تر و کم‌هزینه‌تر شامل روی، آهن، فسفات و کرومات منگنز هستند. اما اگر تولیدکننده آهن ربا بخواهد دوام محصولش را حتی بیشتر کند، به سراغ پوشش اپوکسی، پوشش بخار یون آلومینیوم، نیکل الکترولیتی یا ترکیبی از دو یا چند مورد از آنها می‌رود.

2. آهن ربای موقتی چطور ساخته می شود

اکثر آهن رباهای موقتی برای کار خود به جریان برق وابسته هستند. در نبود جریان برق خواص ربایش آنها هم از بین می‌رود، اما در عوض این کنترل روی عملکرد آهن ربا برای کاربردهای مشخصی استفاده می‌شود. برجسته‌ترین این کاربردها را می‌توانید در جرثقیل‌های مغناطیسی ببینید که بار را به کمک قطع و وصل کردن میدان مغناطیسی جابه‌جا می‌کنند.

مراحل ساخت یک آهن ربای موقتی راحت‌تر از مدل دائمی است و شامل موارد زیر است:

1. یک سیم رسانا به شکل سیم‌پیچ درمی‌آید.
2. جریان برق از داخل سیم رسانا عبور داده می‌شود.
3. هسته مرکزی یا هر جسم فلزی مشابه که در مرکز این سیم‌پیچ قرار داشته باشد، تا زمانی که جریان برق برقرار باشد، خاصیت مغناطیسی پیدا می‌کند.

در ابعاد کوچک، اغلب آهنرباهای موقتی از نمونه‌های دائمی ضعیفترند. اما از آنجایی که ایجاد آهن ربای دائمی در ابعاد بزرگ کار دشواری است، بیشتر تجهیزات بزرگ که از خواص آهن ربایی استفاده می‌کنند از نوع موقتی هستند و به جریان برق برای عملکرد خود وابسته می‌شوند.

آهن ربا به چه موادی نمی چسبد

مواد که قابلیت جذب شدن توسط آهن ربا را دارند، آنقدرها پرتعداد نیستند، گرچه نمی‌توان کتمان کرد که استفاده گسترده در زندگی ما دارند. آهن ربا به هیچ ماده‌ای به جز این مواد نمی‌چسبد و بنابراین از این طریق می‌توانید یک آهن ربا یا جنس سطح را تشخیص بدهید.

یکی از مثال‌های مهم، آلیاژها هستند. بعضی آلیاژها بسته به فلزات تشکیل‌دهنده آنها ممکن است بین مغناطیسی یا غیرمغناطیسی بودن در نوسان باشند. فولاد بهترین نمونه بارز از این آلیاژهاست: آهن ربا به اکثر فولادهای مارتنزیتی و فریتی می‌چسبد، در حالی که فولادهای آستنیتی در اکثر موارد فاقد خواص مغناطیسی هستند. پس بسته به مواد اولیه ممکن است دو ماده که از نظر فیزیکی شبیه به هم هستند، خواص مغناطیسی کاملاً متضادی داشته باشند.

مهمترین موادی که آهن ربا به آنها می‌چسبد عبارتند از:

1. مواد فرومغناطیس: سه عنصر آهن، نیکل و کبالت و برخی آلیاژهای آنها، در کنار ترکیبات عنصرهای خاکی کمیاب.
2. مواد فری‌مغناطیس: کانی مگنتیت
3. مواد پارامغناطیس: آلومینیوم، تیتانیوم و بعضی آلیاژهای مس

با شناختن این مواد، دیگر تشخیص دادن موادی که آهن ربا به آنها نمی‌چسبد کار دشواری نیست. بعضی از مهمترین مواد و اجسامی که آهن ربا از پس جذب کردن آنها برنمی‌آید هم شامل موارد زیر می‌شود:

1. مواد آنتی‌فرومغناطیس مانند منگنز، کروم و اکسید منگنز
2. فولادهای نوع آستنیتی
3. چوب
4. فلزاتی مانند طلا، نقره، مس خالص و… که فاقد خواص مغناطیسی هستند

جمع بندی

امیدواریم در این مطلب توانسته باشیم هموطنان عزیز را با این موضوع که آهن ربا چگونه ساخته می شود، بیشتر آشنا کنیم. سپس به بررسی تاریخچه خلاصه این محصول، انواع آن، نحوه ساخت هر نوع از این محصولات و در نهایت اینکه آهن ربا به چه موادی می‌چسبد یا نمی‌چسبد، پرداختیم.

در صورتی که به خصوص علاقمند هستید تا آهنربای نئودیمیوم تهیه کنید و فروشنده معتبری برای این کار نمی‌شناسید، مجموعه آریان مارک آماده است تا خدمات خود را در اختیار شما قرار دهد. می‌توانید همین امروز برای تهیه این محصول با کارشناسان ما تماس بگیرید و محصولات باکیفیت، خوش‌قیمت و بادوامی را تهیه کنید.