Veel materialen hebben magnetische eigenschappen en kunnen worden gemagnetiseerd. Twee klassen van materialen met magnetische eigenschappen zijn paramagnetische en ferromagnetische materialen. Deze materialen hebben natuurlijke magnetische eigenschappen waardoor ze door een magneet kunnen worden aangetrokken. Paramagnetische materialen worden zwak aangetrokken door magneten en ferromagnetische materialen worden sterk aangetrokken door magneten. Deze eigenschappen komen voort uit hun subatomaire structuren, die bepalen welke materialen sterk kunnen worden gemagnetiseerd en welke slechts zwak kunnen worden gemagnetiseerd.
Magnetische eigenschappen
•••Ryan McVay/Photodisc/Getty Images
De kern van waardoor een materiaal kan worden gemagnetiseerd, ligt in de subatomaire structuur waar elektronen rond de kern van de atomen van het materiaal draaien. Een ronddraaiend elektron creëert een magnetisch veld dat een dipool wordt genoemd en dat, net als een gewone staafmagneet, zowel een noord- als een zuidpool heeft. Wanneer de meeste elektronen in dezelfde richting draaien, heeft het materiaal het potentieel om te worden gemagnetiseerd. Als een materiaal echter niet een groot deel van zijn elektronen in dezelfde richting heeft, dan heeft het: minder potentieel om te worden gemagnetiseerd omdat tegengesteld draaiende elektronen elkaars individuele magnetische neutraliseren velden. Een voorbeeld van een materiaal waarvan de meeste elektronen in dezelfde richting draaien en sterk gemagnetiseerd kunnen worden, is ijzer. Een voorbeeld van een materiaal dat niet het grootste deel van zijn elektronen in dezelfde richting laat draaien en slechts zwak kan worden gemagnetiseerd, is aluminium.
Ferromagnetische materialen
•••Comstock/Comstock/Getty Images
Vanwege de subatomaire structuren van hun atomen worden ferromagnetische materialen zoals ijzer, nikkel-gadolinium en kobalt van nature aangetrokken door magneten. Meestal moeten deze materialen een proces ondergaan zoals verhitting op hoge temperatuur gevolgd door afkoelen onder invloed van een sterk magnetisch veld om permanent te worden gemagnetiseerd magneet. Minder fysieke methoden, zoals het materiaal met een magneet aaien of er met een hamer op slaan, kunnen van deze materialen tijdelijke magneten maken. Beide fysieke processen zorgen ervoor dat de door elektronen geïnduceerde magnetische velden van het materiaal met elkaar worden uitgelijnd.
Paramagnetische materialen
•••Jupiterimages/Comstock/Getty Images
Paramagnetische materialen worden slechts zwak aangetrokken door magneten vanwege de subatomaire structuur van de paramagnetische materialen, bestaande uit slechts een relatief klein aantal vrije elektronen die in dezelfde richting draaien. Daarom maken paramagnetische materialen zoals koper, aluminium, platina en uranium veel zwakkere magneten dan die gemaakt door ferromagnetische materialen.
Gelegeerde materialen
Legeringen van ferromagnetische en paramagnetische materialen kunnen variëren met hun potentieel om te worden gemagnetiseerd. Hoewel nikkel bijvoorbeeld een ferromagnetisch materiaal is, wordt een stuk van 5 cent niet aangetrokken door een magneet. De Amerikaanse munt van 5 cent is een legering van 20 procent nikkel en 80 procent koper. Roestvrij staal is een ander voorbeeld van een materiaal dat niet wordt aangetrokken door een magneet omdat het een legering is van ferromagnetisch ijzer met chroom en tal van andere paramagnetische materialen.
Sommige legeringen van ferromagnetische en paramagnetische materialen maken echter sterke magneten. Een voorbeeld is alnico, dat in één vorm bestaat uit de ferromagnetische metalen ijzer, nikkel en kobalt met de paramagnetische materialen aluminium en koper.
