Unterschiede zwischen Ferrimagnetismus und Ferromagnetismus

Ferromagnetismus und Ferrimagnetismus sind beides Formen des Magnetismus, die bekannte Kraft, die bestimmte Metalle und magnetisierte Gegenstände anzieht oder abstößt. Die Unterschiede zwischen den beiden Eigenschaften treten im mikroskopischen Maßstab auf und werden außerhalb eines Klassenzimmers oder wissenschaftlichen Labors kaum diskutiert. Ferromagnete und Ferrimagnete sind im Vergleich zu anderen Magnettypen relativ stark und haben in der Geschichte der Menschheit eine bedeutende Rolle gespielt.

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Magnete aus Magnetit, einem ferrimagnetischen Material, haben viel schwächere Magnetfelder als solche aus Eisen und Nickel, die ferromagnetisch sind.

Ferrimagnetismus tritt in einem Eisenoxid namens Magnetit mit der chemischen Formel Fe3O4 auf. Das Mineral ist von historischer Bedeutung, da die Menschen vor Jahrtausenden entdeckten, dass der natürliche Magnetit-Stein im Wasser immer nach Norden zeigte, was den ersten Navigationskompass bildete. Der Magnetismus ist das Ergebnis der Ausrichtung winziger Bereiche im Material, die als „magnetische Domänen“ im Material bezeichnet werden. Beim Ferrimagnetismus liegen benachbarte magnetische Domänen in entgegengesetzten Richtungen. Normalerweise hebt die entgegengesetzte Reihenfolge das gesamte Magnetfeld eines Objekts auf; in einem Ferrimagneten jedoch ermöglichen kleine Unterschiede zwischen benachbarten Domänen ein Magnetfeld.

Ferromagnetismus tritt in einigen Elementen wie Eisen, Nickel und Kobalt auf. In diesen Elementen richten sich die magnetischen Domänen in die gleiche Richtung und parallel zueinander aus, um starke Permanentmagnete zu erzeugen. Kürzlich wurde festgestellt, dass Seltenerdelemente wie Neodym den Ferromagnetismus stark verstärken, was zu leistungsstarken, kompakten Permanentmagneten führt.

Objekte werden magnetisiert, wenn sich viele mikroskopische magnetische Domänen so ausrichten, dass sich ihre einzelnen winzigen Magnetfelder zu einem größeren Feld addieren. Bei hohen Temperaturen jedoch vibrieren und zittern die Atome im Objekt stark, wodurch die Ausrichtung gestört und das Magnetfeld eliminiert wird. Wissenschaftler nennen die Temperatur, bei der dies auftritt, den Curie-Punkt oder Curie-Temperatur. Im Allgemeinen haben ferromagnetische Materialien, bei denen es sich normalerweise um Metalle oder Metalllegierungen handelt, höhere Curie-Temperaturen als ferrimagnetische Materialien. Zum Beispiel hat das ferromagnetische Metall Kobalt eine Curie-Temperatur von 1.131 Grad Celsius (2.068 F) gegenüber 580 Grad Celsius (1.076 F) für Magnetit, das ein Ferrimagnet ist.

Einige magnetische Domänen in einem ferrimagnetischen Material zeigen in die gleiche Richtung und einige in die entgegengesetzte Richtung. Beim Ferromagnetismus weisen sie jedoch alle in die gleiche Richtung. Bei einem Ferromagneten und einem Ferrimagnet derselben Größe hat der Ferromagnet daher wahrscheinlich ein stärkeres Magnetfeld.