Mágnesezhető anyagok

Sok anyag mágneses tulajdonságokkal rendelkezik és képes mágnesezni. Két mágneses tulajdonságú anyagcsoport paramagnetikus és ferromágneses anyag. Ezek az anyagok természetes mágneses tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik, hogy egy mágnes vonzza őket. A paramágneses anyagokat gyengén vonzza a mágnes, a ferromágneses anyagokat pedig a mágnesek. Ezek a tulajdonságok szubatomi szerkezetükből fakadnak, amelyek meghatározzák, hogy milyen anyagokat lehet erősen mágnesezni és melyeket csak gyengén mágnesezni.

•••Ryan McVay / Photodisc / Getty Images

Az anyag mágnesezésének magja annak szubatomi szerkezetében rejlik, ahol az elektronok az anyag atomjainak körül forognak. A forgó elektron létrehoz egy dipólusnak nevezett mágneses teret, amelynek, mint egy szabályos rúdmágnesnek, északi és déli pólusa is van. Amikor az elektronok többsége ugyanabban az irányban forog, akkor az anyag mágnesezhető. Ha azonban egy anyag elektronjainak nagy része nem ugyanabban az irányban forog, akkor van kevesebb potenciál mágnesezhető, mert az ellentétesen forgó elektronok semlegesítik egymás egyéni mágnesét mezők. A vas egy olyan anyag, amelynek elektronjainak többsége ugyanabban az irányban forog és erősen mágnesezhető. Az alumínium egy példa olyan anyagra, amelynek elektronjainak többsége nem forog ugyanabban az irányban, és csak gyengén mágnesezhető.

•••Comstock / Comstock / Getty Images

Atomjaik szubatomi szerkezete miatt a ferromágneses anyagok, például a vas, a nikkel-gadolinium és a kobalt természetesen vonzódnak a mágnesekhez. Ezeknek az anyagoknak általában olyan folyamaton kell átesniük, mint a magas hőmérsékleten történő melegítés, majd az ezt követő anyagok lehűlés erős mágneses tér hatására, hogy állandóan mágnesezhető legyen mágnes. Kevesebb fizikai módszer, mint például az anyag mágneses simogatása vagy kalapáccsal történő ütése, ideiglenes mágnessé teheti ezeket az anyagokat. Mindkét fizikai folyamat hatására az anyag elektron által indukált mágneses terei egymáshoz igazodnak.

•••Jupiterimages / Comstock / Getty Images

A paramágneses anyagokat csak gyengén vonzza a mágnes, mivel a paramágneses anyagok szubatomi szerkezete csak viszonylag kevés szabad elektronból áll, amelyek ugyanabban az irányban forognak. Ezért a paramágneses anyagok, például a réz, alumínium, platina és urán sokkal gyengébb mágneseket alkotnak, mint a ferromágneses anyagok.

A ferromágneses és paramágneses anyagok ötvözetei mágnesezhetőségük függvényében változhatnak. Például, bár a nikkel ferromágneses anyag, az 5 centis darabot nem vonzza a mágnes. Az 5 centes amerikai érme 20% nikkel és 80% réz ötvözet. Rozsdamentes acél egy másik példa olyan anyagra, amely nem vonzódik a mágneshez, mivel ez ferromágneses vas ötvözete krómmal és számos más paramágneses anyaggal.

Egyes ferromágneses és paramágneses anyagok ötvözetei mégis erős mágneseket alkotnak. Ilyen például az alnico, amely egy formájában ferromágneses fémekből áll: vas, nikkel és kobalt, valamint paramágneses anyagok: alumínium és réz.