Materialer, der kan magnetiseres

Mange materialer har magnetiske egenskaber og evnen til at blive magnetiseret. To klasser af materialer med magnetiske egenskaber er paramagnetiske og ferromagnetiske materialer. Disse materialer har naturlige magnetiske egenskaber, som giver dem mulighed for at blive tiltrukket af en magnet. Paramagnetiske materialer er svagt tiltrukket af magneter, og ferromagnetiske materialer er stærkt tiltrukket af magneter. Disse egenskaber stammer fra deres subatomære strukturer, som bestemmer hvilke materialer der kan magnetiseres stærkt og hvad der kun kan svagt magnetiseres.

Magnetiske egenskaber

Kernen i, hvad der gør det muligt at magnetisere et materiale ligger i dens subatomære struktur, hvor elektroner spinder rundt kernen i materialets atomer. En spindelektron skaber et magnetfelt kaldet en dipol, der som en regelmæssig barmagnet har både nord- og sydpoler. Når størstedelen af ​​elektroner spinder i samme retning, har materialet potentialet til at blive magnetiseret. Men hvis et materiale ikke har en stor del af dets elektroner spinding i samme retning, så har den mindre potentiale at blive magnetiseret, fordi modsatte spinende elektroner neutraliserer hinandens individuelle magnetfelter. Et eksempel på et materiale, der har størstedelen af ​​dets elektroner spinding i samme retning og kan stærkt magnetiseres, er jern. Et eksempel på et materiale, der ikke har et flertal af dets elektroner, der spinder i samme retning og kun kan være svagt magnetiseret, er aluminium.

Ferromagnetiske materialer

På grund af deres atomers subatomære strukturer , ferromagnetiske materialer såsom jern, nikkel gadolinium og kobolt er naturligt tiltrukket af magneter. Typisk skal disse materialer undergå en proces såsom opvarmning ved høj temperatur efterfulgt af afkøling under påvirkning af et stærkt magnetfelt for at blive magnetiseret som permanentmagnet. Mindre fysiske metoder såsom at strejke materialet med en magnet eller slå den med en hammer kan gøre disse materialer til midlertidige magneter. Begge fysiske processer medfører, at materialets elektron-inducerede magnetfelter er i overensstemmelse med hinanden.

Paramagnetiske materialer

Paramagnetiske materialer er kun svagt tiltrukket af magneter på grund af den paramagnetiske materiales subatomære struktur, der kun består af en relativt få fri elektroner spinding i samme retning. Paramagnetiske materialer som kobber, aluminium, platin og uran gør derfor meget svagere magneter end dem, der fremstilles af ferromagnetiske materialer.

Legerede legeringer

Legeringer af ferromagnetiske og paramagnetiske materialer kan variere med deres potentiale til at magnetiseres. For eksempel, selv om nikkel er et ferromagnetisk materiale, er et 5-cent stykke ikke tiltrukket af en magnet. US 5-centmønten er en legering på 20 procent nikkel og 80 procent kobber. Rustfrit stål er et andet eksempel på et materiale, der ikke er tiltrukket af en magnet, fordi det er en legering af ferromagnetisk jern med krom og mange andre paramagnetiske materialer.

Men nogle legeringer af ferromagnetiske og paramagnetiske materialer gør stærke magneter . Et eksempel er alnico, som i en form består af de ferromagnetiske metaller jern, nikkel og kobolt med paramagnetiske materialer aluminium og kobber.