磁化できる材料

多くの材料は、磁気特性と磁化する能力を持っています。 磁気特性を持つ2つのクラスの材料は、常磁性材料と強磁性材料です。 これらの材料は、磁石に引き付けられる自然な磁気特性を持っています。 常磁性材料は磁石に弱く引き付けられ、強磁性材料は磁石に強く引き付けられます。 これらの特性は、どの材料が強く磁化され、何が弱く磁化されるかを決定するそれらの素粒子構造に由来します。

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材料を磁化することを可能にするものの核心は、電子が材料の原子の核の周りを回転するその亜原子構造にあります。 回転する電子は、通常の棒磁石のように、北極と南極の両方を持つ双極子と呼ばれる磁場を生成します。 電子の大部分が同じ方向に回転すると、材料は磁化される可能性があります。 ただし、材料の電子の大部分が同じ方向に回転していない場合は、 反対に回転する電子が互いの個々の磁気を中和するため、磁化される可能性が低くなります 田畑。 電子の大部分が同じ方向に回転し、強く磁化できる材料の例は鉄です。 電子の大部分が同じ方向に回転せず、弱く磁化することしかできない材料の例は、アルミニウムです。

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それらの原子の亜原子構造のために、鉄、ニッケルガドリニウム、コバルトなどの強磁性体は自然に磁石に引き付けられます。 通常、これらの材料は、高温で加熱した後、 永久磁場として磁化するために、強い磁場の影響下で冷却する 磁石。 磁石で材料をなでたり、ハンマーで叩いたりするなどの物理的な方法が少ないと、これらの材料が一時的な磁石になる可能性があります。 両方の物理的プロセスにより、材料の電子誘起磁場が互いに整列します。

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常磁性材料は、同じ方向に回転する比較的少数の自由電子のみからなる常磁性材料の亜原子構造のために、磁石に弱く引き付けられるだけです。 したがって、銅、アルミニウム、白金、ウランなどの常磁性材料は、強磁性材料で作られたものよりもはるかに弱い磁石を作ります。

強磁性および常磁性材料の合金は、磁化される可能性によって変化する可能性があります。 たとえば、ニッケルは強磁性体ですが、5セントのピースは磁石に引き付けられません。 米国の5セント硬貨は20パーセントのニッケルと80パーセントの銅の合金です。

ただし、強磁性体と常磁性体の合金の中には、強力な磁石を作るものもあります。 一例はアルニコであり、これは一形態では、強磁性金属である鉄、ニッケル、コバルトと常磁性材料であるアルミニウムと銅で構成されています。