Inhoud
- TL; DR (te lang; niet gelezen)
- Ferrimagnetisme en het eerste kompas
- Ferromagnetisme: sterke permanente magneten
- Eerste verschil: Curietemperatuur
- Tweede verschil: uitlijning van magnetische domeinen
Ferromagnetisme en ferrimagnetisme zijn beide vormen van magnetisme, de vertrouwde kracht die bepaalde metalen en gemagnetiseerde objecten aantrekt of afstoot. De verschillen tussen de twee eigenschappen treden op op microscopische schaal en vinden weinig discussie buiten een klaslokaal of wetenschappelijk laboratorium. Ferromagneten en ferrimagneten zijn beide relatief sterk in vergelijking met andere soorten magneten, en ze hebben een belangrijke rol gespeeld in de menselijke geschiedenis.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Magneten gemaakt van magnetiet, een ferrimagnetisch materiaal hebben veel zwakkere magnetische velden dan die gemaakt van ijzer en nikkel, die ferromagnetisch zijn.
Ferrimagnetisme en het eerste kompas
Ferrimagnetisme komt voor in een ijzeroxide genaamd magnetiet, met chemische formule Fe3O4. Het mineraal is historisch van belang omdat, millennia geleden, mensen ontdekten dat natuurlijke magnetiet lodestone altijd naar het noorden wees wanneer het in water dreef, waardoor het eerste navigatiekompas werd. Het magnetisme is een gevolg van de uitlijning van kleine gebieden in het materiaal die 'magnetische domeinen' in het materiaal worden genoemd. Voor ferrimagnetisme liggen aangrenzende magnetische domeinen in tegengestelde richtingen. Normaal gesproken heft de tegengestelde ordening het algehele magnetische veld van een object op; in een ferrimagnet maken kleine verschillen tussen aangrenzende domeinen echter een magnetisch veld mogelijk.
Ferromagnetisme: sterke permanente magneten
Ferromagnetisme komt voor in sommige elementen zoals ijzer, nikkel en kobalt. In deze elementen worden de magnetische domeinen in dezelfde richting en evenwijdig aan elkaar uitgelijnd om sterke permanente magneten te produceren. Onlangs is gevonden dat zeldzame aardelementen zoals neodymium ferromagnetisme sterk versterken, wat resulteert in krachtige, compacte permanente magneten.
Eerste verschil: Curietemperatuur
Objecten worden gemagnetiseerd wanneer een groot aantal microscopische magnetische domeinen zodanig worden uitgelijnd dat hun individuele kleine magnetische velden bij elkaar optellen en een groter veld vormen. Bij hoge temperaturen trillen de atomen in het object echter sterk en jitteren ze, waardoor de uitlijning wordt verstoord en het magnetische veld wordt geëlimineerd. Wetenschappers noemen de temperatuur waarbij dit gebeurt het Curie-punt of Curie-temperatuur. In het algemeen hebben ferromagnetische materialen, meestal metalen of legeringen van metalen, hogere Curie-temperaturen dan ferrimagnetische materialen. Het ferromagnetische metaal, kobalt, heeft bijvoorbeeld een Curietemperatuur van 1131 graden Celsius (2,068 F) versus 580 graden Celsius (1,076 F) voor magnetiet, dat een ferrimagnet is.
Tweede verschil: uitlijning van magnetische domeinen
Sommige magnetische domeinen in een ferrimagnetisch materiaal wijzen in dezelfde richting en sommige in de tegenovergestelde richting. Bij ferromagnetisme wijzen ze echter allemaal in dezelfde richting. Voor een ferromagneet en een ferrimagneet van dezelfde grootte zal de ferromagneet daarom waarschijnlijk een sterker magnetisch veld hebben.