Zawartość
Wiele materiałów ma właściwości magnetyczne i zdolność do namagnesowania. Dwie klasy materiałów o właściwościach magnetycznych to materiały paramagnetyczne i ferromagnetyczne. Materiały te mają naturalne właściwości magnetyczne, które umożliwiają przyciąganie ich przez magnes. Materiały paramagnetyczne są słabo przyciągane przez magnesy, a materiały ferromagnetyczne są silnie przyciągane przez magnesy. Te właściwości wynikają z ich struktur subatomowych, które określają, które materiały mogą być silnie namagnesowane, a które słabo namagnesowane.
Właściwości magnetyczne
••• Ryan McVay / Photodisc / Getty ImagesRdzeń tego, co umożliwia namagnesowanie materiału, leży w jego strukturze subatomowej, w której elektrony wirują wokół jądra atomów materiałów. Wirujący elektron wytwarza pole magnetyczne zwane dipolem, które podobnie jak zwykły magnes prętowy ma bieguny północny i południowy. Gdy większość elektronów wiruje w tym samym kierunku, materiał może zostać namagnesowany. Jeśli jednak materiał nie ma dużej części elektronów wirujących w tym samym kierunku, wówczas ma mniejszy potencjał do namagnesowania, ponieważ przeciwnie wirujące elektrony neutralizują się wzajemnie poszczególnych pól magnetycznych. Przykładem materiału, którego większość elektronów wiruje w tym samym kierunku i może być silnie namagnesowany, jest żelazo. Przykładem materiału, który nie ma większości elektronów wirujących w tym samym kierunku i może być słabo namagnesowany, jest aluminium.
Materiały ferromagnetyczne
Z powodu struktur subatomowych ich atomów materiały ferromagnetyczne, takie jak żelazo, gadolin niklowy i kobalt są naturalnie przyciągane do magnesów. Zazwyczaj materiały te muszą zostać poddane procesowi, np. Ogrzewaniu w wysokiej temperaturze, a następnie chłodzeniu pod wpływem silnego pola magnetycznego, aby zostać namagnesowane jako magnes trwały. Mniej fizycznych metod, takich jak głaskanie materiału magnesem lub uderzanie go młotkiem, może przekształcić te materiały w magnesy tymczasowe. Oba procesy fizyczne powodują, że pola magnetyczne indukowane przez materiały wyrównują się ze sobą.
Materiały paramagnetyczne
••• Jupiterimages / Comstock / Getty ImagesMateriały paramagnetyczne są jedynie słabo przyciągane do magnesów ze względu na strukturę subatomową materiałów paramagnetycznych składającą się tylko z stosunkowo niewielu wolnych elektronów wirujących w tym samym kierunku. Dlatego materiały paramagnetyczne, takie jak miedź, aluminium, platyna i uran, wytwarzają znacznie słabsze magnesy niż te wytwarzane przez materiały ferromagnetyczne.
Materiały stopowe
Stopy materiałów ferromagnetycznych i paramagnetycznych mogą się różnić w zależności od ich możliwości magnesowania.Na przykład, chociaż nikiel jest materiałem ferromagnetycznym, magnes 5 centów nie jest przyciągany. 5-centowa moneta amerykańska to stop 20% niklu i 80% miedzi. Stal nierdzewna jest kolejnym przykładem materiału, który nie jest przyciągany przez magnes, ponieważ jest stopem żelaza ferromagnetycznego z chromem i wieloma innymi materiałami paramagnetycznymi.
Jednak niektóre stopy materiałów ferromagnetycznych i paramagnetycznych wytwarzają silne magnesy. Jednym z przykładów jest alnico, który w jednej postaci składa się z metali ferromagnetycznych, żelaza, niklu i kobaltu z materiałami paramagnetycznymi, aluminium i miedzią.