Magnetismi hämmästyttää kaikkia, kun he kohtaavat sen ensimmäisen kerran. Magneetit houkuttelevat joitain esineitä kuin taikalla, mutta vain tietyt materiaalit reagoivat magneettiin. Ymmärtäminen, mitkä materiaalit vastaavat ja mitkä eivät, on melko yksinkertaista, mutta se riippuu ymmärryksestä magneettien toiminnasta yleensä. Vaikka useimmat ihmiset tietävät, että metallit vetävät puoleensa magneetit, todellisuudessa "ferromagneettiset" metallit, kuten rauta, ovat tärkeimmät metallit, jotka ovat kiinnostuneita heistä, vaikka paramagneettisilla ja ferrimagneettisilla ("i", ei "o") metalleilla on heikko vetovoima magneetteihin, liian.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Rauta, koboltti ja nikkeli sekä näistä ferromagneettisista metalleista koostuvat seokset vetävät voimakkaasti magneetteja. Muita ferromagneettisia metalleja ovat gadolinium, neodyymi ja samarium.
Paramagneettiset metallit houkuttelevat heikosti magneetteja, ja niihin kuuluvat platina, volframi, alumiini ja magnesium.
Ferrimagneettiset metallit, kuten magnetiitti, houkuttelevat myös magneetteja, kun taas diamagneettiset metallit, kuten hopea ja kupari, hylkäävät ne.
Kuinka magnetismi toimii
Magnetismin ymmärtäminen on välttämätöntä, jos haluat tietää, miksi jotkut metallit vetävät magneetteihin ja toiset eivät. Elektronien liike atomissa tuottaa pienen magneettikentän, mutta tavallisesti tämä kenttä peruutetaan muiden elektronien ja niiden vastakkaisten magneettikenttien liikkeellä. Joissakin materiaaleissa, kun levität magneettikenttää, naapurielektronien pyörii kohdistuvat toisiinsa, mikä tuottaa nettokentän koko materiaalin läpi. Lyhyesti sanottuna näiden materiaalien elektronit eivät peruuta toistensa kenttiä, vaan muodostavat vahvemman kentän. Joissakin materiaaleissa tämä kohdistus katoaa, kun kenttä poistetaan, mutta toisissa se säilyy myös kentän poistamisen jälkeen.
Magneeteilla on positiivisia ja negatiivisia pylväitä (tai pohjois- ja etelänavat), ja kuten useimmat ihmiset tietävät, yhteensopivat pylväät karkottavat toisiaan, kun vastakkaiset pylväät houkuttelevat toisiaan.
Ferromagneettiset metallit ja seokset
Ferromagneettisia materiaaleja houkuttelevat magneetit, koska niiden elektronit pyörivät ja tuloksena olevat "magneettimomentit" kohdistuvat helposti ja pitävät tämän suuntauksen myös ilman ulkoista magneettikenttää. Siksi ferromagneettiset materiaalit, kuten rauta, nikkeli ja koboltti, houkuttelevat magneetteja, samoin kuin harvinaisia maametalleja, kuten gadoliniumia, neodyymiä ja samariumia.
Näistä materiaaleista valmistetut seokset houkuttelevat myös magneetteja, joten magneetteihin kiinnitetään ruostumatonta terästä, jossa on huomattava määrä rautaa (toisin kuin esimerkiksi kromia). Muita ferromagneettisia seoksia ovat awaruite (nikkeli ja rauta), wairauite (koboltti ja rauta), alnico (koboltti, rauta, nikkeli, alumiini, titaani ja kupari) ja krominduri (kromi, koboltti ja rauta). Pohjimmiltaan kaikki ferromagneettisista materiaaleista koostuvat seokset ovat myös magneettisia.
Paramagneettiset metallit ja magnetismi
Paramagneettisilla metalleilla on heikompi vetovoima magneetteihin kuin ferromagneettisiin metalleihin, eivätkä ne säilytä magneettisia ominaisuuksiaan magneettikentän puuttuessa. Paramagneettisia metalleja ovat:
- platina
- alumiini
- volframi
- molybdeeni
- tantaali
- cesium
- litium
- magnesium
- natriumia
- uraani
Ferrimagneettiset metallit ja magnetismi
Jotkut materiaalit on luokiteltu ferrimagneettisiksi. Tämä tapahtuu, kun ioniyhdisteellä on kaksi materiaaliristikkoa, joissa on vastakkaiset magneettimomentit, mutta nämä kaksi eivät ole täysin tasapainossa, mikä johtaa nettomagnetoitumiseen. Magnetite tarjoaa esimerkin tämän tyyppisestä magnetismista, ja sitä pidettiin alun perin ferromagneettisena materiaalina näiden kahden tyyppisen magnetismin samankaltaisuuden vuoksi. Monet ferrimagneettiset materiaalit ovat kuitenkin pikemminkin keramiikkaa kuin metalleja.
Diamagneettiset metallit ja magnetismi
Diamagneettiset metallit hylkäävät magneetit pikemminkin kuin houkuttelevat niitä ja yleensä heikosti. Materiaalit luokitellaan diamagneettisiksi, kun niiden magneettimomentit vaikuttavat käytetyn kentän vastakohtana pikemminkin kuin parantavat sitä. Näitä materiaaleja ovat hopea, lyijy, elohopea ja kupari.
