Магнетизм поражает всех, когда они впервые с ним сталкиваются. Магниты притягивают некоторые объекты, как по волшебству, но только определенные материалы реагируют на магнит. Понять, какие материалы реагируют, а какие нет, довольно просто, но это зависит от понимания того, как в целом работают магниты. Хотя большинство людей знает, что металлы притягиваются к магнитам, на самом деле «ферромагнитные» металлы, такие как железо, являются основными металлами, которые притягиваются к ним, хотя парамагнитные и ферримагнитные (с буквой «i», а не «o») металлы имеют слабое притяжение к магнитам, тоже.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Железо, кобальт и никель, а также сплавы, состоящие из этих ферромагнитных металлов, сильно притягиваются магнитами. Другие ферромагнитные металлы включают гадолиний, неодим и самарий.
Парамагнитные металлы слабо притягиваются к магнитам и включают платину, вольфрам, алюминий и магний.
Ферримагнитные металлы, такие как магнетит, также притягиваются к магнитам, в то время как диамагнитные металлы, такие как серебро и медь, отталкиваются ими.
Как работает магнетизм
Понимание магнетизма необходимо, если вы хотите знать, почему одни металлы притягиваются к магнитам, а другие - нет. Движение электронов в атоме создает небольшое магнитное поле, но обычно это поле компенсируется движением других электронов и их противоположных магнитных полей. Однако в некоторых материалах, когда вы применяете магнитное поле, спины соседних электронов выравниваются друг с другом, что создает результирующее поле по всему материалу. Короче говоря, вместо того, чтобы нейтрализовать поля друг друга, электроны в этих материалах объединяются и создают более сильное поле. В некоторых материалах это выравнивание исчезает при удалении поля, но в других оно остается даже после удаления поля.
Магниты имеют положительные и отрицательные полюса (или северный и южный полюса), и, как известно большинству людей, совпадающие полюса отталкиваются друг от друга, в то время как противоположные полюса притягиваются друг к другу.
Ферромагнитные металлы и сплавы
Ферромагнитные материалы притягиваются к магнитам, потому что их электроны вращаются, и возникающие в результате «магнитные моменты» легко выравниваются и сохраняют это выравнивание даже без внешнего магнитного поля. Поэтому ферромагнитные материалы, такие как железо, никель и кобальт, притягиваются к магнитам, а также редкоземельные металлы, такие как гадолиний, неодим и самарий.
Сплавы из этих материалов также притягиваются к магнитам, поэтому нержавеющая сталь с большим содержанием железа (в отличие, например, от хрома) притягивается к магнитам. Другие ферромагнитные сплавы включают аваруит (никель и железо), вайрауит (кобальт и железо), алнико (кобальт, железо, никель, алюминий, титан и медь) и хроминдур (хром, кобальт и железо). По сути, любой сплав, состоящий из ферромагнитных материалов, также будет магнитным.
Парамагнитные металлы и магнетизм
Парамагнитные металлы имеют более слабое притяжение к магнитам, чем ферромагнитные металлы, и они не сохраняют свои магнитные свойства в отсутствие магнитного поля. Парамагнитные металлы включают:
- платина
- алюминий
- вольфрам
- молибден
- тантал
- цезий
- литий
- магний
- натрий
- уран
Ферримагнитные металлы и магнетизм
Некоторые материалы относятся к ферримагнетикам. Это происходит, когда ионное соединение имеет две решетки материала с противоположными магнитными моментами, но они не полностью сбалансированы, что приводит к суммарной намагниченности. Магнетит является примером этого типа магнетизма, и первоначально он считался ферромагнитным материалом из-за сходства между этими двумя типами магнетизма. Однако многие ферримагнетики представляют собой керамику, а не металлы.
Диамагнитные металлы и магнетизм
Диамагнитные металлы на самом деле отталкиваются магнитами, а не притягиваются к ним, и обычно слабо. Материалы классифицируются как диамагнитные, если их магнитные моменты действуют против приложенного поля, а не усиливают его. Эти материалы включают серебро, свинец, ртуть и медь.
