โลหะชนิดใดที่ดึงดูดแม่เหล็ก?

แม่เหล็กทำให้ทุกคนประหลาดใจเมื่อพบครั้งแรก แม่เหล็กดึงดูดวัตถุบางอย่างราวกับใช้เวทมนตร์ แต่วัสดุเฉพาะเท่านั้นที่ตอบสนองต่อแม่เหล็ก การทำความเข้าใจว่าวัสดุใดตอบสนองและไม่ง่ายนัก แต่ขึ้นอยู่กับความเข้าใจว่าแม่เหล็กทำงานอย่างไรโดยทั่วไป ในขณะที่คนส่วนใหญ่รู้ว่าโลหะดึงดูดแม่เหล็ก แต่ในความเป็นจริงแล้ว โลหะ “เฟอร์โรแมกเนติก” เช่น เหล็ก เป็นโลหะหลักที่ ดึงดูดพวกเขาแม้ว่าโลหะพาราแมกเนติกและเฟอร์ริแมกเนติก (ที่มีตัว "i" ไม่ใช่ "o") จะมีแรงดึงดูดที่อ่อนแอต่อแม่เหล็ก เกินไป.

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

เหล็ก โคบอลต์ และนิกเกิล รวมทั้งโลหะผสมที่ประกอบด้วยโลหะที่เป็นเฟอร์โรแมกเนติกเหล่านี้ ดึงดูดแม่เหล็กอย่างมาก โลหะเฟอร์โรแมกเนติกอื่นๆ ได้แก่ แกโดลิเนียม นีโอไดเมียม และซาแมเรียม

โลหะที่เป็นแม่เหล็กดึงดูดแม่เหล็กได้น้อย ซึ่งรวมถึงแพลตตินั่ม ทังสเตน อะลูมิเนียม และแมกนีเซียม

โลหะที่เป็นเฟอร์ริแมกเนติก เช่น แมกนีไทต์ก็ดึงดูดแม่เหล็กเช่นกัน ในขณะที่โลหะไดอะแมกเนติก เช่น เงินและทองแดง จะถูกขับไล่โดยพวกมัน

การทำความเข้าใจเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กเป็นสิ่งสำคัญหากคุณต้องการทราบว่าเหตุใดโลหะบางชนิดจึงดึงดูดแม่เหล็กและโลหะอื่นๆ กลับไม่ดึงดูด การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในอะตอมทำให้เกิดสนามแม่เหล็กขนาดเล็ก แต่โดยปกติ สนามนี้จะถูกยกเลิกโดยการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอื่นๆ และสนามแม่เหล็กที่เป็นปฏิปักษ์ อย่างไรก็ตาม ในวัสดุบางชนิด เมื่อคุณใช้สนามแม่เหล็ก การหมุนของอิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้เคียงจะเรียงตัวกัน ซึ่งทำให้เกิดสนามตาข่ายทั่วทั้งวัสดุ กล่าวโดยย่อ แทนที่จะหักล้างสนามของกันและกัน อิเล็กตรอนในวัสดุเหล่านี้จะรวมตัวกันและสร้างสนามที่แข็งแกร่งขึ้น ในวัสดุบางอย่าง การจัดแนวนี้จะหายไปเมื่อฟิลด์ถูกลบออก แต่ในวัสดุอื่นๆ การจัดแนวนี้ยังคงอยู่แม้ว่าฟิลด์จะถูกลบไปแล้วก็ตาม

แม่เหล็กมีขั้วบวกและขั้วลบ (หรือขั้วเหนือและขั้วใต้) และอย่างที่คนส่วนใหญ่ทราบกันดีว่าขั้วที่ตรงกันจะผลักกันในขณะที่ขั้วตรงข้ามดึงดูดกัน

วัสดุที่เป็นเฟอร์โรแมกเนติกจะดึงดูดแม่เหล็กเนื่องจากอิเล็กตรอนของพวกมันหมุนและ "โมเมนต์แม่เหล็ก" ที่เป็นผลลัพธ์จะจัดเรียงตัวได้ง่าย และคงการจัดตำแหน่งนั้นไว้แม้จะไม่มีสนามแม่เหล็กภายนอก วัสดุที่เป็นเฟอร์โรแมกเนติก เช่น เหล็ก นิกเกิล และโคบอลต์จึงดึงดูดแม่เหล็ก เช่นเดียวกับโลหะหายาก เช่น แกโดลิเนียม นีโอไดเมียม และซาแมเรียม

โลหะผสมที่ทำจากวัสดุเหล่านี้จะดึงดูดแม่เหล็กด้วย ดังนั้นเหล็กกล้าไร้สนิมที่มีธาตุเหล็กจำนวนมาก (เช่น ต่างจากโครเมียม) จะถูกดึงดูดไปยังแม่เหล็ก โลหะผสมเฟอร์โรแมกเนติกอื่น ๆ ได้แก่ อะวารูอิต์ (นิกเกิลและเหล็ก) ไวราอิต (โคบอลต์และเหล็ก) อัลนิโค (โคบอลต์ เหล็ก นิกเกิล อะลูมิเนียม ไททาเนียม และทองแดง) และโครมินดูร์ (โครเมียม โคบอลต์ และเหล็ก) โดยพื้นฐานแล้ว โลหะผสมใดๆ ที่ประกอบด้วยวัสดุที่เป็นเฟอร์โรแมกเนติกก็จะเป็นแม่เหล็กเช่นกัน

โลหะพาราแมกเนติกมีแรงดึงดูดต่อแม่เหล็กน้อยกว่าโลหะเฟอร์โรแมกเนติก และไม่คงคุณสมบัติทางแม่เหล็กไว้ในกรณีที่ไม่มีสนามแม่เหล็ก โลหะพาราแมกเนติก ได้แก่

• แพลตตินั่ม
  
• อลูมิเนียม
  
• ทังสเตน
  
• โมลิบดีนัม
  
• แทนทาลัม
  
• ซีเซียม
  
• ลิเธียม
  
• แมกนีเซียม
  
• โซเดียม
  
• ยูเรเนียม

วัสดุบางชนิดจัดอยู่ในประเภทเฟอร์ริแมกเนติก สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อสารประกอบไอออนิกมีวัสดุสองโครงขัดแตะซึ่งมีโมเมนต์แม่เหล็กตรงข้ามกัน แต่ทั้งสองไม่สมดุลอย่างสมบูรณ์ นำไปสู่การเป็นแม่เหล็กแบบสุทธิ แมกนีไทต์ให้ตัวอย่างของแม่เหล็กประเภทนี้ และเดิมทีถือว่าเป็นวัสดุที่เป็นเฟอร์โรแมกเนติก เนื่องจากมีความคล้ายคลึงกันระหว่างแม่เหล็กทั้งสองประเภทนี้ อย่างไรก็ตาม วัสดุเฟอร์ริแมกเนติกหลายชนิดเป็นเซรามิกมากกว่าโลหะ

โลหะไดอะแมกเนติกนั้นแท้จริงแล้วแม่เหล็กดึงดูดมากกว่าที่จะดึงดูดพวกมัน และมักจะอ่อนแอ วัสดุถูกจัดประเภทเป็นไดอะแมกเนติกเมื่อโมเมนต์แม่เหล็กของพวกมันทำปฏิกิริยาตรงข้ามกับสนามที่ใช้มากกว่าที่จะปรับปรุง วัสดุเหล่านี้ได้แก่ เงิน ตะกั่ว ปรอท และทองแดง