Mıknatıssal veya manyetik alan, bir mıknatısın mıknatıssal özelliklerini gösterebildiği alandır. Mıknatısın çevresinde oluşan çizgilere de, mıknatısın o bölgede oluşturduğu manyetik alan çizgileri denir. Manyetik alan çizgilerinin yönü kuzeyden (N) güneye (S) doğrudur. Manyetik alan hareket eden elektrik yükleri tarafından, zamanla değişen elektrik alanlardan veya temel parçacıklar tarafından içsel olarak üretilir. Manyetik alan vektörel bir büyüklüktür. Yani herhangi bir noktada yönü ve şiddeti ile tanımlanır. Manyetik alan B harfiyle temsil edilir. SI birimi Sırp bilim insanı Nikola Tesla'nın soyadı Tesladır. Manyetik alan Lorentz kuvveti kullanılarak ölçüldüğü için birimi coulumb-metre/saniye başına Newtondur. Saniye başına coulomba bir amper dendiği için T=N(Am)-1 olarak da geçer. Tesla günlük olaylar için çok büyük bir birim olduğundan pratikte, gauss (G) kullanılmaktadır. 1 T=104 G
Demir, simgesi Fe ve atom numarası 26 olan kimyasal bir elementtir.
Nikel, atom numarası 28 olan ve simgesi Ni olan kimyasal bir elementtir.
Elektrik motoru, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren aygıttır. Her elektrik motoru biri sabit (stator) ve diğeri kendi çevresinde dönen iki ana parçadan oluşur. Bu ana parçalar, sargılar gibi elektrik akımını ileten parçalar, manyetik akıyı ileten parçalar ve vidalar ve yataklar gibi konstrüksiyon parçaları olmak üzere tekrar kısımlara ayrılır.
Mıknatıs ya da demirkapan, manyetik alan üreten nesne veya malzemedir. Demir, nikel, kobalt gibi bazı metalleri çeker, bakır ve alüminyum gibi bazı metallere ve metal olmayan malzemelere etki etmez.
Molibden, periyodik cetvelde atom numarası 42 ve simgesi Mo olan elementtir..
Alaşımlı çelik, mekanik özelliklerini geliştirmek için ağırlıkça % 1.0 ila % 50 arasında toplam miktarlarda çeşitli elementlerle alaşımlanan çeliktir.
Çelik, demir elementi ile genellikle %0,02 ila %2,1 oranlarında değişen karbon miktarının bileşiminden meydana gelen bir alaşımdır. Çelik alaşımındaki karbon miktarları çeliğin sınıflandırılmasında etkin rol oynar. Karbon genel olarak demir'in alaşımlayıcı maddesi olsa da demir elementini alaşımlamada magnezyum, krom, vanadyum ve tungsten gibi farklı elementler de kullanılabilir. Karbon ve diğer elementler demir atomundaki kristal kafeslerin kayarak birbirini geçmesini engelleyerek sertleşme aracı rolü üstlenirler. Alaşımlayıcı elementlerin, çelik içerisindeki, değişen miktarları ve mevcut bulundukları formlar oluşan çelikte sertlik, süneklilik ve gerilme noktası gibi özellikleri kontrol eder. Karbon miktarı yüksek olan çelikler demirden daha sert ve güçlü olmasına rağmen daha az sünektirler.
Malzeme bilimi, malzemelerin yapı ve özelliklerini inceleyen, yeni malzemelerin üretilmesini veya sentezlenmesini de içine alan disiplinlerarası bir bilim dalıdır.
Kobalt kimyasal bir element'tir. Sembol'ü Co ve atom numarası 27'dir. Nikel gibi kobalt da, doğal meteorik demir alaşımlarında bulunan küçük birikintiler dışında, yer kabuğunda yalnızca kimyasal olarak birleşik formda bulunur. İndirgeyici eritme yoluyla üretilen serbest element sert, parlak, gümüş rengi bir metal'dir.
Alaşım, bir metal elementin en az bir başka element ile birleşmesiyle oluşan homojen karışımıdır. Elde edilen malzeme yine metal karakterli malzeme olur. Alaşımlar karışıma giren metallerin özelliklerinden farklı özellikler gösterirler. En bilinen alaşımlara; tunç (bakır-kalay), pirinç (bakır-çinko), lehim (kalay-kurşun) ve cıva alaşımları olan amalgamlar örnek verilebilir. Alaşımlar, uygulamaların gerektirdiği fiziksel özelliklere sahip malzemeler üretilmesinde yaygın olarak kullanılır.
Manyetizma, manyetik alan tarafından oluşturulan fiziksel bir olgudur. Elektrik akımı ya da temel bir parçacık herhangi bir manyetik alan yaratabilir. Bu manyetik alan aynı zamanda diğer akımları ve manyetik momentleri de etkiler. Manyetik alan her maddeyi belli bir ölçüde etkiler. Kalıcı mıknatıslar üzerindeki etkisi en çok bilinen bir durumdur. Kalıcı mıknatıslar ferromanyetizmadan dolayı kalıcı manyetik momente sahiptir. Ferromanyetizma kelimesinde yer alan “ferro” ön eki demir elementinin isminden türetilmiştir. Çünkü kalıcı mıknatıs ilk olarak “manyetit – Fe3O4” adı verilen demir elementinin doğal bir formu olarak gözlemlenmiştir. Çoğu madde kalıcı momente sahip değildir. Bazıları manyetik alan tarafından çekilirken (paramanyetizm); bazıları manyetik alan tarafından itilir (diyamanyetizm). Bazıları ise herhangi bir manyetik alana maruz kaldığında daha karmaşık durumlara sevk olur. Manyetik alan tarafından ihmal edilecek ölçüde etkilenen maddeler ise manyetik olmayan maddeler olarak bilinir. Bunlar bakır, alüminyum, gazlar ve plastiktir. Ayrıca, saf oksijen sıvı hale kadar soğutulduğunda manyetik özellikler gösterir.
Ferromanyetik maddeler, bağıl manyetik geçirgenlikleri 1'den çok büyük olan maddelerdir. Sadece demir, nikel ve kobalt oda sıcaklığında ferromanyetiktir. Bunları içeren alaşımların çoğu da ferromanyetik davranış sergiler. Bu maddeler, Curie sıcaklığından (TC) sonra ferromanyetik özelliklerini kaybederler ve paramanyetik özellik kazanırlar.
Hematit, Fe2O3 formülüne sahip yaygın bir demir oksittir ve kayalarda ve topraklarda yaygındır. Kan taşı olarak da bilinen hematitin en yaygın renkleri kırmızı ve kahverengidir.Hidrotermal damarlarda ve magmatik kayalarda aksesuar minerali olarak bulunabilir. Volkanik kayalarda, birçok metamorfik kayada, kontakt metamorfik yataklarda, birincil veya ikincil olarak sedimanter kayalarda yaygın olarak oluşabilir. Ayrıca siyahtan griye, sarıdan kahverengine kadar içerdiği diğer kayaçlardan ötürü farklı renkler de bulunur. Pigment olarak da kullanılan hematit, çelik üretiminde kullanılan temel mineraldir. Ana demir cevheri olarak çıkarılır. Çeşitleri arasında böbrek cevheri, martit (manyetit sonrası psödomorflar), demir gülü ve spekülarit (speküler Hematit) bulunur. Bu formlar değişmekle birlikte, hepsinin pas kırmızısı bir çizgisi vardır. Hematit saf demirden daha serttir, ancak çok daha kırılgandır. Maghemite, Hematit ve manyetite bağlı bir oksit mineralidir.
Demir gibi ferromanyetik bir madde, harici bir manyetik alan içerisine girdiğinde o maddeyi oluşturan atomlar, kutupları aynı yöne bakacak şekilde dizilirler. Bu da maddenin mıknatıs özelliği göstermesini sebep olur. Manyetik alan ortadan kaldırılsa dahi atomların bir kısmının hizası bozulmaz ve madde mıknatıslık özelliği sergilemeye devam eder. Bu mıknatıslanma, bazı element ve alaşımlar için kalıcı olabilir; bazılarında ise manyetik alan etkisinden çıktıktan sonra zaman içerisinde mıknatıslık etkisi kaybolur. Manyetik alan etkisi altında kalıcı olarak mıknatıslanan maddeler, Curie sıcaklığına kadar ısıtılarak ya da ilk duruma ters yönde bir manyetik alan oluşturularak eski haline döndürülebilirler. Harddiskler gibi manyetik kayıt ortamları, bu prensibe göre çalışmaktadır.
Elektromanyetizmada geçirgenlik, bir maddenin kendi içinde manyetik alan oluşabilmesini destekleyen bir ölçüdür. Bu yüzden, bir malzemenin mıknatıslanma derecesi, uygulanan manyetik alana olan cevabıdır. Manyetik geçirgenlik tipik olarak Yunan harfi µ ile gösterilir. Bu terim 1885 yılında Oliver Heaviside tarafından icat edildi. Manyetik geçirgenliğin tersi manyetik dirençtir.
Elektromanyetik kuvvetlerin insan anlayışının zaman çizelgesi olduğu elektromanyetizma zaman çizelgesi, iki bin yıl öncesine dayanmaktadır. Bu çizelge, elektromanyetizma, ilgili teoriler, teknoloji ve olayların tarihinin içinde oluşumlarını listeler.
Sementit veya demir karbür, bir demir ve karbon bileşiğidir, daha iyi bir ifadeyle Fe3C formülüne sahip bir ara geçiş metal karbürdür. Ağırlık olarak %6.67 karbon ve %93,3 demirden oluşmaktadır. Sementitin kimyasal bileşimi Fe3C olmasına rağmen, kristal yapısı hücre başına 12 demir atomu ve 4 karbon atomu ile ortorombik kristal yapıya sahiptir. Normalde saf haliyle seramik olarak sınıflandırılan sert, kırılgan bir malzemedir ve demir metalurjisinde sıklıkla bulunan ve önemli bir bileşendir. Çoğu çelik ve dökme demirde sementit bulunurken alternatif demir yapım teknolojileri ailesine ait olan demir karbür prosesinde hammadde olarak üretilir.
Tungsten çeliği veya volfram çeliği, alaşım elementi olarak tungsten içeren ve özellikleri çoğunlukla bu elementin varlığından türetilen herhangi bir çeliktir. Yaygın alaşımlarda ağırlıkça %2 ila %18 arasında tungsten ile birlikte az miktarda molibden ve vanadyum bulunur ve bu elementler birlikte fevkalade ısı, korozyon ve aşınma direncine sahip bir alaşım oluşturur. Tungsten, çeliği alaşımlamak için kullanılan en eski elementlerden biridir. Çok sert bir karbür ve demir tungstit oluşturur. Bununla birlikte, alaşımdaki yüksek tungsten içeriği, kırılganlığa neden olma eğilimindedir ve alaşımladığı malzemenin bükülme yerine kırılmaya maruz kalmasına neden olmaktadır. Tüm tungsten çelikleri için SAE tanımlaması, 7XXX formatında 7 rakamıyla başlayan dört sayıdan oluşmaktadır.
Ferrit (ferrum: demir) veya alfa demir (α-Fe) oda sıcaklığında ve atmosfer basıncında stabil olan demirin fazlarından biri olan düşük karbonlu çelikte meydana gelen hacim merkezli kübik kristal yapıya sahip, ana bileşen olarak demir içeren katı bir çözeltidir. Çelik ve dökme demire manyetik özelliklerini veren bu kristal yapıdır ve ferromanyetik malzemenin klasik bir örneğidir.
