Materialen die kunnen worden gemagnetiseerd

Inhoud

• Magnetische eigenschappen
• Ferromagnetische materialen
• Paramagnetische materialen
• Gelegeerde materialen

Veel materialen hebben magnetische eigenschappen en kunnen worden gemagnetiseerd. Twee klassen materialen met magnetische eigenschappen zijn paramagnetische en ferromagnetische materialen. Deze materialen hebben natuurlijke magnetische eigenschappen waardoor ze door een magneet kunnen worden aangetrokken. Paramagnetische materialen worden zwak aangetrokken door magneten en ferromagnetische materialen worden sterk aangetrokken door magneten. Deze eigenschappen zijn afkomstig van hun subatomaire structuren, die bepalen welke materialen sterk kunnen worden gemagnetiseerd en wat slechts zwak kan worden gemagnetiseerd.

Magnetische eigenschappen

••• Ryan McVay / Photodisc / Getty Images

De kern van wat een materiaal laat magnetiseren, ligt in zijn subatomaire structuur waar elektronen rond de kern van de materiaalatomen draaien. Een ronddraaiend elektron creëert een magnetisch veld dat een dipool wordt genoemd en dat, net als een gewone staafmagneet, zowel de noord- als de zuidpool heeft. Wanneer de meerderheid van de elektronen in dezelfde richting draait, kan het materiaal worden gemagnetiseerd. Als een materiaal echter niet een groot deel van zijn elektronen in dezelfde richting draait, heeft het minder potentieel om te worden gemagnetiseerd omdat tegengesteld draaiende elektronen elkaars individuele magnetische velden neutraliseren. Een voorbeeld van een materiaal waarvan de meerderheid van de elektronen in dezelfde richting draait en sterk kan worden gemagnetiseerd, is ijzer. Een voorbeeld van een materiaal waarvan het grootste deel van de elektronen niet in dezelfde richting draait en alleen zwak gemagnetiseerd kan worden, is aluminium.

Ferromagnetische materialen

••• Comstock / Comstock / Getty Images

Vanwege de subatomaire structuren van hun atomen worden ferromagnetische materialen zoals ijzer, nikkelgadolinium en kobalt van nature aangetrokken tot magneten. Typisch moeten deze materialen een proces ondergaan zoals verwarmen op een hoge temperatuur gevolgd door afkoelen onder invloed van een sterk magnetisch veld om te worden gemagnetiseerd als een permanente magneet. Minder fysieke methoden zoals het materiaal met een magneet strelen of er met een hamer op slaan, kunnen van deze materialen tijdelijke magneten maken. Beide fysische processen zorgen ervoor dat de door elektronen geïnduceerde magnetische velden op elkaar worden afgestemd.

Paramagnetische materialen

••• Jupiterimages / Comstock / Getty Images

Paramagnetische materialen worden slechts zwak aangetrokken door magneten vanwege de paramagnetische materialen subatomaire structuur bestaande uit slechts een relatief paar vrije elektronen die in dezelfde richting draaien. Daarom maken paramagnetische materialen zoals koper, aluminium, platina en uranium veel zwakkere magneten dan die van ferromagnetische materialen.

Gelegeerde materialen

Legeringen van ferromagnetische en paramagnetische materialen kunnen variëren met hun potentieel om te worden gemagnetiseerd.Hoewel nikkel bijvoorbeeld een ferromagnetisch materiaal is, wordt een stuk van 5 cent niet aangetrokken door een magneet. De Amerikaanse munt van 5 cent is een legering van 20 procent nikkel en 80 procent koper. Roestvrij staal is een ander voorbeeld van een materiaal dat niet wordt aangetrokken door een magneet omdat het een legering is van ferromagnetisch ijzer met chroom en tal van andere paramagnetische materialen.

Sommige legeringen van ferromagnetische en paramagnetische materialen maken echter sterke magneten. Een voorbeeld is alnico, dat in één vorm bestaat uit de ferromagnetische metalen ijzer, nikkel en kobalt met de paramagnetische materialen aluminium en koper.