Verschillen tussen ferromagnetisme en ferromagnetisme

Ferromagnetisme en ferrimagnetisme zijn beide vormen van magnetisme, de bekende kracht die bepaalde metalen en gemagnetiseerde objecten aantrekt of afstoot. De verschillen tussen de twee eigenschappen doen zich voor op microscopisch kleine schaal en vinden weinig discussie buiten een klaslokaal of wetenschappelijk laboratorium. Ferromagnetten en ferrimagnetten zijn beide relatief sterk in vergelijking met andere soorten magneten, en ze hebben een belangrijke rol gespeeld in de menselijke geschiedenis.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Magneten gemaakt van magnetiet, een ferrimagnetisch materiaal, hebben veel zwakkere magnetische velden dan die van ijzer en nikkel, die ferromagnetisch zijn.

Ferrimagnetisme komt voor in een oxide van ijzer genaamd magnetiet, met chemische formule Fe3O4. Het mineraal is historisch belangrijk omdat mensen millennia geleden ontdekten dat natuurlijke magnetietmagneetsteen altijd naar het noorden wees wanneer het in water dreef, wat het eerste navigatiekompas maakte. Het magnetisme is het resultaat van de uitlijning van kleine regio's in het materiaal die "magnetische domeinen" in het materiaal worden genoemd. Voor ferrimagnetisme liggen aangrenzende magnetische domeinen in tegengestelde richtingen. Normaal gesproken heft de tegenovergestelde volgorde het algehele magnetische veld van een object op; in een ferrimagneet maken kleine verschillen tussen aangrenzende domeinen echter een magnetisch veld mogelijk.

Ferromagnetisme komt voor in sommige elementen zoals ijzer, nikkel en kobalt. In deze elementen zijn de magnetische domeinen in dezelfde richting en evenwijdig aan elkaar uitgelijnd om sterke permanente magneten te produceren. Onlangs is ontdekt dat zeldzame aardelementen zoals neodymium het ferromagnetisme enorm versterken, wat resulteert in krachtige, compacte permanente magneten.

Objecten worden gemagnetiseerd wanneer een groot aantal microscopisch kleine magnetische domeinen op een zodanige manier worden uitgelijnd dat hun individuele kleine magnetische velden bij elkaar optellen en een groter veld vormen. Bij hoge temperaturen trillen en trillen de atomen in het object echter sterk, waardoor de uitlijning wordt verstoord en het magnetische veld wordt geëlimineerd. Wetenschappers noemen de temperatuur waarbij dit gebeurt het Curiepunt of Curietemperatuur. In het algemeen hebben ferromagnetische materialen, die gewoonlijk metalen of legeringen van metalen zijn, hogere Curietemperaturen dan ferrimagnetische materialen. Het ferromagnetische metaal, kobalt, heeft bijvoorbeeld een Curie-temperatuur van 1.131 graden Celsius (2.068 F) versus 580 graden Celsius (1.076 F) voor magnetiet, dat een ferrimagnet is.

Sommige magnetische domeinen in een ferrimagnetisch materiaal wijzen in dezelfde richting en sommige in de tegenovergestelde richting. In ferromagnetisme wijzen ze echter allemaal in dezelfde richting. Voor een ferromagneet en een ferrimagnet van dezelfde grootte zal de ferromagneet dus waarschijnlijk een sterker magnetisch veld hebben.