Czy mosiądz można namagnesować?

Magnetyzm wpływa na metale żelazne lub podobne do żelaza, takie jak żelazo, nikiel, kobalt i stal. Mosiądz jest kombinacją miedzi i cynku, więc technicznie nie zawiera żelaza i nie można go namagnesować. W praktyce jednak niektóre przedmioty mosiężne zawierają co najmniej śladowe ilości żelaza, więc w zależności od przedmiotu możliwe jest wykrycie słabego pola magnetycznego za pomocą mosiądzu.

Już w 3000 r. p.n.e. kowale na Bliskim Wschodzie wiedzieli, jak łączyć miedź z cyną w celu uzyskania brązu. Ponieważ cynk czasami występuje z rudą cyny, czasami przez przypadek wytwarzali mosiądz – który jest stopem miedzi i cynku.

W czasach Cesarstwa Rzymskiego kowale nauczyli się odróżniać rudy cyny od cynku i zaczęli wytwarzać mosiądz na monety, biżuterię i inne przedmioty. Sam mosiądz nie jest magnetyczny, ale jest mocniejszy niż miedź i jest odporny na korozję, dlatego dziś używa się go do wyrobu rur, śrub, instrumentów muzycznych i nabojów do broni.

Więc co jest twardsze, mosiądz czy brąz? Odpowiedź zależy od wielu czynników. Skład stopu i obróbka stopu podczas produkcji wpływają na twardość metalu. Na przykład mosiądze o wyższej zawartości cynku mają wyższą wytrzymałość i twardość. Ogólnie jednak mosiądz jest bardziej miękki niż brąz.

Żelazo, nikiel, kobalt i stal wykazują właściwości magnetyczne. Rotacja i spin elektronów w tych materiałach generują niewielkie pola magnetyczne. Ponieważ właściwości magnetyczne tych atomów nie znoszą się wzajemnie, materiał wykazuje ogólny magnetyzm tych naturalnie magnetycznych metali.

Niektóre materiały nie wykazują magnetyzmu, chyba że zostaną umieszczone w zewnętrznym polu magnetycznym. Ta właściwość nazywa się diamagnetyzmem. Miedź, chociaż nie jest metalem magnetycznym, wykazuje diamagnetyzm pod wpływem silnego pola magnetycznego.

Magnetyzm to siła wytworzona przez ruch elektronów. W magnesie nieruchomym, takim jak te, które możesz mieć na swojej lodówce, elektrony są ustawione w taki sposób, że wytwarzają pole, które przyciąga do niego metale żelazne i inne magnesy.

Magnesy można również tworzyć za pomocą prądu elektrycznego. Owiń stalowy gwóźdź drutem miedzianym i przymocuj końce drutu do dużej baterii; przepływ elektronów namagnesuje paznokieć. Możesz spróbować tego samego eksperymentu z mosiężnym gwoździem, aby sprawdzić, czy uzyskasz pole magnetyczne, ale nie spodziewaj się szczęścia w tworzeniu mosiężnego magnesu.

Mosiądz jednak oddziałuje z magnesami. Podobnie jak miedź, aluminium i cynk, mosiądz wykazuje diamagnetyzm po umieszczeniu w polu magnetycznym. Mosiężne wahadło kołyszące się w silnym polu magnetycznym zwalnia. Bardzo silny magnes upuszczony przez rurę mosiężną (również rury miedziane i aluminiowe) zwalnia z powodu magnetycznych prądów wirowych (zwanych efektem Lenza) wytwarzanych przez spadający magnes. Mosiądz nie zachowuje jednak żadnych właściwości magnetycznych po usunięciu z pola magnetycznego.

Podczas gdy standardowe magnesy są wykonane z żelaza lub materiałów ceramicznych zawierających żelazo, znacznie silniejsze magnesy stworzono ze stopów różnych metali. Te magnesy ziem rzadkich zwykle zawierają neodym, żelazo i bor, a nawet małe mogą wywoływać potężne efekty, takie jak możliwość przesuwania metalowych przedmiotów przez kilka centymetrów drewna.

Magnesy mogą być wykonane z pierwiastków ziem rzadkich innych niż neodym, ale magnesy neodymowe są najsilniejszymi znanymi magnesami trwałymi. Jeśli mosiężny przedmiot zawiera wystarczającą ilość żelaza, może zostać przyciągnięty do magnesu neodymowego.

Jednym z dziwniejszych typów magnetycznych są tak zwane płyny magnetoreologiczne. Są to płyny – zwykle jakiś rodzaj oleju – które zawierają opiłki żelaza lub inne metale żelazne. Pod wpływem pola magnetycznego płyn magnetoreologiczny staje się stały.

W zależności od natężenia pola magnetycznego substancja magnetoreologiczna może być dość twarda lub może być ciągliwa, jak glina i formowana w kształty. Jednak po usunięciu pola magnetycznego substancja natychmiast powraca do stanu ciekłego.