Differenze tra ferrimagnetismo e ferromagnetismo

Ferromagnetismo e ferrimagnetismo sono entrambe forme di magnetismo, la forza familiare che attrae o respinge determinati metalli e oggetti magnetizzati. Le differenze tra le due proprietà si verificano su scala microscopica e trovano poca discussione al di fuori di un'aula o di un laboratorio di scienze. Ferromagneti e ferrimagneti sono entrambi relativamente forti rispetto ad altri tipi di magneti e hanno svolto ruoli significativi nella storia umana.

TL; DR (troppo lungo; non letto)

I magneti in magnetite, un materiale ferrimagnetico, hanno campi magnetici molto più deboli di quelli in ferro e nichel, che sono ferromagnetici.

Il ferrimagnetismo si verifica in un ossido di ferro chiamato magnetite, con formula chimica Fe3O4. Il minerale è storicamente significativo perché, millenni fa, gli umani scoprirono che la calamita naturale di magnetite puntava sempre verso nord quando galleggiava nell'acqua, creando la prima bussola di navigazione. Il magnetismo è il risultato dell'allineamento di minuscole regioni nel materiale chiamate "domini magnetici" nel materiale. Per il ferrimagnetismo, i domini magnetici vicini giacciono in direzioni opposte. Normalmente, l'ordine opposto annulla il campo magnetico complessivo di un oggetto; tuttavia, in un ferrimagnete, piccole differenze tra domini vicini rendono possibile un campo magnetico.

Il ferromagnetismo si verifica in alcuni elementi come ferro, nichel e cobalto. In questi elementi, i domini magnetici si allineano nella stessa direzione e paralleli tra loro per produrre forti magneti permanenti. Recentemente, è stato scoperto che elementi delle terre rare come il neodimio intensificano notevolmente il ferromagnetismo, dando vita a magneti permanenti potenti e compatti.

Gli oggetti si magnetizzano quando un gran numero di domini magnetici microscopici si allinea in modo tale che i loro singoli campi magnetici minuscoli si sommano, formando un campo più ampio. Ad alte temperature, tuttavia, gli atomi nell'oggetto vibrano e vibrano fortemente, alterando l'allineamento ed eliminando il campo magnetico. Gli scienziati chiamano la temperatura alla quale ciò si verifica il punto di Curie o la temperatura di Curie. In generale, i materiali ferromagnetici, che di solito sono metalli o leghe di metalli, hanno temperature di Curie più elevate rispetto ai materiali ferrimagnetici. Ad esempio, il metallo ferromagnetico, il cobalto, ha una temperatura Curie di 1.131 gradi Celsius (2.068 F) rispetto a 580 gradi Celsius (1.076 F) per la magnetite, che è un ferrimagnete.

Alcuni domini magnetici in un materiale ferrimagnetico puntano nella stessa direzione e alcuni nella direzione opposta. Tuttavia, nel ferromagnetismo puntano tutti nella stessa direzione. Per un ferromagnete e un ferrimagnete della stessa dimensione, quindi, il ferromagnete avrà probabilmente un campo magnetico più forte.