Μπορεί ο ορείχαλκος να μαγνητιστεί;

Ο μαγνητισμός επηρεάζει τα μέταλλα σιδήρου ή σιδήρου, όπως σίδηρο, νικέλιο, κοβάλτιο και χάλυβα. Ο ορείχαλκος είναι ένας συνδυασμός χαλκού και ψευδαργύρου, οπότε τεχνικά είναι μη σιδηρούχος και δεν μπορεί να μαγνητιστεί. Στην πράξη, ωστόσο, ορισμένα είδη ορείχαλκου περιέχουν τουλάχιστον ίχνη σιδήρου, οπότε ενδέχεται να μπορείτε να εντοπίσετε ένα ασθενές μαγνητικό πεδίο με ορείχαλκο, ανάλογα με το αντικείμενο.

Ήδη από το 3000 π.Χ., οι μεταλλουργοί στη Μέση Ανατολή ήξεραν πώς να συνδυάσουν τον χαλκό με τον κασσίτερο για να δημιουργήσουν χαλκό. Επειδή ο ψευδάργυρος βρίσκεται μερικές φορές με μεταλλεύματα κασσίτερου, περιστασιακά έφτιαχναν ορείχαλκο - το οποίο είναι κράμα χαλκού και ψευδαργύρου - κατά λάθος.

Μέχρι την εποχή της Ρωμαϊκής Αυτοκρατορίας, οι σμιθ είχαν μάθει να λένε τη διαφορά μεταξύ μεταλλευμάτων κασσίτερου και ψευδαργύρου και άρχισαν να κατασκευάζουν ορείχαλκο για χρήση σε νομίσματα, κοσμήματα και άλλα αντικείμενα. Ο ίδιος ο ορείχαλκος δεν είναι μαγνητικός, αλλά είναι ισχυρότερος από τον χαλκό και αντιστέκεται στη διάβρωση, οπότε σήμερα χρησιμοποιείται για την κατασκευή σωλήνων, βιδών, μουσικών οργάνων και κασετών όπλων.

Λοιπόν, τι είναι πιο δύσκολο, ορείχαλκο ή μπρούντζο; Η απάντηση εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Η σύνθεση του κράματος και η επεξεργασία του κράματος κατά την κατασκευή επηρεάζουν τη σκληρότητα του μετάλλου. Οι ορείχαλκοι με υψηλότερο περιεχόμενο ψευδαργύρου έχουν μεγαλύτερη αντοχή και σκληρότητα, για παράδειγμα. Σε γενικές γραμμές, ωστόσο, ο ορείχαλκος είναι πιο μαλακός από τον χαλκό.

Ο σίδηρος, το νικέλιο, το κοβάλτιο και ο χάλυβας παρουσιάζουν μαγνητικές ιδιότητες. Η περιστροφή και η περιστροφή των ηλεκτρονίων σε αυτά τα υλικά παράγουν μικροσκοπικά μαγνητικά πεδία. Δεδομένου ότι οι μαγνητικές ιδιότητες αυτών των ατόμων δεν αλληλοαναιρούνται, το υλικό εμφανίζει τον συνολικό μαγνητισμό αυτών των φυσικά μαγνητικών μετάλλων.

Ορισμένα υλικά δεν παρουσιάζουν μαγνητισμό εκτός εάν τοποθετηθούν σε εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Αυτή η ιδιότητα ονομάζεται διαμαγνητισμός. Ο χαλκός, αν και δεν είναι μαγνητικό μέταλλο, παρουσιάζει διαμαγνητισμό όταν εκτίθεται σε ισχυρό μαγνητικό πεδίο.

Ο μαγνητισμός είναι μια δύναμη που δημιουργείται από την κίνηση των ηλεκτρονίων. Σε έναν σταθερό μαγνήτη, όπως αυτούς που μπορεί να έχετε στο ψυγείο σας, τα ηλεκτρόνια είναι ευθυγραμμισμένα με τέτοιο τρόπο ώστε να παράγουν ένα πεδίο που προσελκύει σιδηρούχα μέταλλα και άλλους μαγνήτες σε αυτό.

Οι μαγνήτες μπορούν επίσης να δημιουργηθούν χρησιμοποιώντας ηλεκτρικό ρεύμα. Τυλίξτε ένα χαλύβδινο καρφί σε σύρμα χαλκού και συνδέστε τα άκρα του καλωδίου σε μια μεγάλη μπαταρία. η ροή των ηλεκτρονίων θα μαγνητίσει το νύχι. Μπορείτε να δοκιμάσετε το ίδιο πείραμα με ένα καρφί από ορείχαλκο για να δείτε αν έχετε μαγνητικό πεδίο, αλλά δεν περιμένετε καμία τύχη να δημιουργήσετε έναν μαγνήτη ορείχαλκου.

Ο ορείχαλκος, ωστόσο, αλληλεπιδρά με μαγνήτες. Όπως ο χαλκός, το αλουμίνιο και ο ψευδάργυρος, ο ορείχαλκος εμφανίζει διαμαγνητισμό όταν τοποθετείται σε μαγνητικό πεδίο. Ένα ορειχάλκινο εκκρεμές που αιωρείται μέσω ενός ισχυρού μαγνητικού πεδίου επιβραδύνεται. Ένας πολύ ισχυρός μαγνήτης που πέφτει μέσω ενός σωλήνα ορείχαλκου (σωλήνες χαλκού και αλουμινίου) επιβραδύνεται λόγω των μαγνητικών ριωδών ρευμάτων (που ονομάζονται φαινόμενο Lenz) που δημιουργήθηκε από τον πτώση μαγνήτη. Ο ορείχαλκος, ωστόσο, δεν διατηρεί μαγνητικές ιδιότητες όταν αφαιρείται από το μαγνητικό πεδίο.

Ενώ οι τυπικοί μαγνήτες είναι κατασκευασμένοι από σίδηρο ή κεραμικά υλικά που περιέχουν σίδηρο, έχουν δημιουργηθεί πολύ πιο ισχυροί μαγνήτες χρησιμοποιώντας κράματα διαφόρων μετάλλων. Αυτοί οι μαγνήτες "σπάνιων γαιών" περιέχουν συνήθως νεοδύμιο, σίδηρο και βόριο, και ακόμη και μικροί μπορούν να παράγουν ισχυρά εφέ όπως η μετακίνηση μεταλλικών αντικειμένων σε αρκετές ίντσες ξύλου.

Οι μαγνήτες μπορούν να κατασκευαστούν με στοιχεία σπάνιας γης εκτός από το νεοδύμιο, αλλά οι μαγνήτες νεοδυμίου είναι οι πιο ισχυροί μόνιμοι μαγνήτες που είναι γνωστοί. Εάν ένα ορείχαλκο περιέχει αρκετό σίδηρο, μπορεί να προσελκύσει έναν μαγνήτη νεοδυμίου.

Ένας από τους άγνωστους μαγνητικούς τύπους είναι αυτό που ονομάζεται μαγνητορεολογικά υγρά. Αυτά είναι υγρά - συνήθως κάποιο είδος λαδιού - που περιέχουν σίδηρο ή άλλα σιδηρούχα μέταλλα. Όταν εκτίθεται σε μαγνητικό πεδίο, ένα μαγνητορεολογικό υγρό θα γίνει στερεό.

Ανάλογα με την αντοχή του μαγνητικού πεδίου, η μαγνητορεολογική ουσία μπορεί να είναι αρκετά σκληρή, ή μπορεί να είναι εύπλαστη, όπως πηλό, και να μορφοποιείται σε σχήματα. Όταν το μαγνητικό πεδίο αφαιρείται, η ουσία επιστρέφει αμέσως σε υγρή κατάσταση.