Materialer, der kan magnetiseres

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

•••Ryan McVay / Photodisc / Getty Images

Kernen i det, der gør det muligt at magnetisere et materiale, ligger i dets subatomære struktur, hvor elektroner drejer rundt om kernen i materialets atomer. En roterende elektron skaber et magnetfelt kaldet en dipol, der ligesom en almindelig stangmagnet har både nord- og sydpoler. Når størstedelen af ​​elektroner drejer i samme retning, har materialet potentialet til at blive magnetiseret. Men hvis et materiale ikke har en stor del af dets elektroner, der spinder i samme retning, så har det mindre potentiale for at blive magnetiseret, fordi modsat roterende elektroner neutraliserer hinandens individuelle magnetiske felter. Et eksempel på et materiale, der har størstedelen af ​​dets elektroner, der spinder i samme retning og kan magnetiseres stærkt, er jern. Et eksempel på et materiale, der ikke har størstedelen af ​​dets elektroner, der spinder i samme retning og kun kan svagt magnetiseres, er aluminium.

•••Comstock / Comstock / Getty Images

På grund af deres atomers subatomære strukturer er ferromagnetiske materialer som jern, nikkel gadolinium og cobalt naturligt tiltrukket af magneter. Typisk skal disse materialer gennemgå en proces såsom opvarmning ved en høj temperatur efterfulgt af køling under påvirkning af et stærkt magnetfelt for at blive magnetiseret som en permanent magnet. Mindre fysiske metoder som at stryge materialet med en magnet eller slå det med en hammer kan gøre disse materialer til midlertidige magneter. Begge fysiske processer får materialets elektroninducerede magnetfelter til at tilpasse sig hinanden.

•••Jupiterimages / Comstock / Getty Images

Paramagnetiske materialer er kun svagt tiltrukket af magneter på grund af de paramagnetiske materialers subatomære struktur, der kun består af relativt få frie elektroner, der spinder i samme retning. Derfor fremstiller paramagnetiske materialer som kobber, aluminium, platin og uran meget svagere magneter end dem, der er fremstillet af ferromagnetiske materialer.

Legeringer af ferromagnetiske og paramagnetiske materialer kan variere med deres potentiale for at blive magnetiseret. For eksempel, selv om nikkel er et ferromagnetisk materiale, tiltrækkes et stykke på 5 cent ikke af en magnet. Den amerikanske 5-centmønt er en legering på 20 procent nikkel og 80 procent kobber. Rustfrit stål er et andet eksempel på et materiale, der ikke tiltrækkes af en magnet, fordi det er en legering af ferromagnetisk jern med krom og adskillige andre paramagnetiske materialer.

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