Зміст
Багато матеріалів мають магнітні властивості та здатність намагнічуватися. Два класи матеріалів з магнітними властивостями - це парамагнітні та феромагнітні матеріали. Ці матеріали мають природні магнітні властивості, що дозволяють притягувати їх магнітом. Парамагнітні матеріали слабо притягуються до магнітів, а феромагнітні матеріали сильно притягуються до магнітів. Ці властивості походять від їх субатомних структур, які визначають, які матеріали можна сильно намагнічувати, а які можна лише слабо намагнічувати.
Магнітні властивості
••• Ryan McVay / Photodisc / Getty ImagesОснова того, що дозволяє намагнічувати матеріал, полягає в його субатомній структурі, де електрони крутяться навколо ядра атомів матеріалів. Спінінг-електрон створює магнітне поле, яке називається диполем, яке, як і звичайний магніт смуги, має як північний, так і південний полюси. Коли більшість електронів крутяться в одному напрямку, матеріал має потенціал намагнічуватися. Однак якщо матеріал не має великої частини своїх електронів, що обертаються в одному напрямку, то він має менший потенціал для намагнічування, оскільки навпаки спінінг-електрони нейтралізують один одного окремі магнітні поля. Прикладом матеріалу, який має більшість своїх електронів, що крутяться в тому ж напрямку і може бути сильно намагнічений, - залізо. Прикладом матеріалу, який не має більшості своїх електронів, що крутяться в тому ж напрямку і може бути слабо намагніченим, алюміній.
Феромагнітні матеріали
Завдяки субатомним структурам їх атомів до магнітів природним чином притягуються феромагнітні матеріали, такі як залізо, гадоліній нікелю та кобальт. Зазвичай ці матеріали повинні проходити такий процес, як нагрівання при високій температурі з подальшим охолодженням під впливом сильного магнітного поля, щоб намагнічуватися як постійний магніт. Менш фізичні методи, такі як погладжування матеріалу магнітом або удари його молотком, можуть перетворити ці матеріали у тимчасові магніти. Обидва фізичні процеси призводять до того, що магнітні поля, викликані електронами, вирівнюються між собою.
Парамагнітні матеріали
••• Юпітері зображення / Comstock / Getty ImagesПарамагнітні матеріали лише слабо притягуються до магнітів через субатомну структуру парамагнітних матеріалів, що складається лише з відносно небагато вільних електронів, що обертаються в одному напрямку. Тому парамагнітні матеріали, такі як мідь, алюміній, платина та уран, роблять набагато слабкіші магніти, ніж вироблені феромагнітними матеріалами.
Леговані матеріали
Сплави феромагнітних та парамагнітних матеріалів можуть змінюватися залежно від потенціалу намагнічування.Наприклад, хоча нікель - це феромагнітний матеріал, 5-відсотковий шматок не притягується до магніту. 5-центова монета США - це сплав 20 відсотків нікелю та 80 відсотків міді. Нержавіюча сталь - ще один приклад матеріалу, який не притягується до магніту, оскільки це сплав феромагнітного заліза з хромом та численних інших парамагнітних матеріалів.
Однак деякі сплави феромагнітних і парамагнітних матеріалів роблять сильні магніти. Одним із прикладів є альніко, який в одній формі складається з феромагнітних металів заліза, нікелю та кобальту з парамагнітними матеріалами алюмінієм та міддю.