Paljudel materjalidel on magnetilised omadused ja võime neid magnetiseerida. Kaks magnetiliste omadustega materjalide klassi on paramagnetilised ja ferromagnetilised materjalid. Nendel materjalidel on looduslikud magnetilised omadused, mis võimaldavad neid magnetil meelitada. Paramagnetilisi materjale tõmbab magnetid nõrgalt ja ferromagnetilisi materjale - magnetid. Need omadused tulenevad nende subatomaarsetest struktuuridest, mis määravad, milliseid materjale saab tugevalt magnetida ja mida ainult nõrgalt magnetiseerida.
Magnetomadused
•••Ryan McVay / Photodisc / Getty Images
Materjali magnetiseerimist võimaldav tuum seisneb selle subatomaalses struktuuris, kus elektronid pöörlevad materjali aatomite tuuma ümber. Pöörlev elektron loob magnetvälja, mida nimetatakse dipooliks ja millel on nagu tavalisel vardamagnetil nii põhja- kui lõunapoolus. Kui enamus elektrone pöörleb samas suunas, on materjalil võimalik magnetiseerida. Kui aga materjalil ei ole suur osa elektronidest samal suunal pöörlemas, siis seda on vähem magnetiseerumisvõimalusi, sest vastakuti pöörlevad elektronid neutraliseerivad üksteise individuaalse magneti väljad. Näide materjalist, mille enamus elektrone pöörleb samas suunas ja mida saab tugevalt magnetida, on raud. Alumiinium on näide materjalist, mille elektronide enamus ei pöörle samas suunas ja mida saab vaid nõrgalt magnetiseerida.
Ferromagnetilised materjalid
•••Comstock / Comstock / Getty Images
Nende aatomite subatoomiliste struktuuride tõttu tõmbavad magnetid loomulikult ferromagnetilisi materjale nagu raud, nikkel-gadoliinium ja koobalt. Tavaliselt peavad need materjalid läbima sellise protsessi nagu kuumutamine kõrgel temperatuuril, millele järgneb kuumutamine jahutamine tugeva magnetvälja mõjul püsivaks magnetiseerimiseks magnet. Vähem füüsikalised meetodid, näiteks materjali magnetiga silitamine või haamriga löömine, võivad muuta need materjalid ajutiseks magnetiks. Mõlemad füüsikalised protsessid põhjustavad materjali elektronide poolt indutseeritud magnetväljade üksteisega joondumist.
Paramagnetilised materjalid
•••Jupiterimages / Comstock / Getty Images
Paramagnetilisi materjale tõmbab magnetid vaid nõrgalt tänu paramagnetiliste materjalide subatoomilisele struktuurile, mis koosneb ainult suhteliselt vähestest samas suunas pöörlevatest vabadest elektronidest. Seetõttu on paramagnetilistest materjalidest nagu vask, alumiinium, plaatina ja uraan magnetist palju nõrgemad kui ferromagnetiliste materjalide magnetid.
Legeeritud materjalid
Ferromagnetiliste ja paramagnetiliste materjalide sulamid võivad varieeruda sõltuvalt nende magnetiseerimisvõimalustest. Näiteks, kuigi nikkel on ferromagnetiline materjal, ei meelita 5-sendist tükki magnet. USA viiesendine münt on sulam, milles on 20 protsenti niklit ja 80 protsenti vaske. Roostevaba teras on veel üks näide materjalist, mida magnet ei köida, kuna see on ferromagnetilise raua sulam kroomi ja paljude teiste paramagnetiliste materjalidega.
Mõned ferromagnetiliste ja paramagnetiliste materjalide sulamid teevad siiski tugevaid magneteid. Üheks näiteks on alnico, mis ühes vormis koosneb ferromagnetilistest metallidest, rauast, niklist ja koobaltist koos paramagnetiliste materjalide alumiiniumi ja vasega.
