Mıknatıslanabilen Malzemeler

Birçok malzeme manyetik özelliklere ve manyetize olma yeteneğine sahiptir. Manyetik özelliklere sahip iki sınıf malzeme, paramanyetik ve ferromanyetik malzemelerdir. Bu malzemeler, bir mıknatıs tarafından çekilmelerine izin veren doğal manyetik özelliklere sahiptir. Paramanyetik malzemeler mıknatıslar tarafından zayıf bir şekilde çekilir ve ferromanyetik malzemeler mıknatıslar tarafından güçlü bir şekilde çekilir. Bu özellikler, hangi malzemelerin güçlü bir şekilde manyetize edilebileceğini ve nelerin yalnızca zayıf manyetize edilebileceğini belirleyen atom altı yapılarından kaynaklanır.

•••Ryan McVay/Photodisc/Getty Images

Bir malzemenin manyetize olmasına izin veren şeyin özü, elektronların malzemenin atomlarının çekirdeği etrafında döndüğü atom altı yapısında yatar. Dönen bir elektron, normal bir çubuk mıknatıs gibi hem kuzey hem de güney kutuplarına sahip olan dipol adı verilen bir manyetik alan yaratır. Elektronların çoğu aynı yönde döndüğünde, malzeme manyetize olma potansiyeline sahiptir. Bununla birlikte, eğer bir malzeme aynı yönde dönen elektronlarının büyük bir kısmına sahip değilse, o zaman daha az manyetize olma potansiyeli çünkü zıt yönde dönen elektronlar birbirlerinin bireysel manyetiklerini nötralize eder alanlar. Elektronlarının çoğu aynı yönde dönen ve güçlü bir şekilde manyetize olabilen bir malzemeye örnek demirdir. Elektronlarının çoğu aynı yönde dönmeyen ve yalnızca zayıf bir şekilde manyetize olabilen bir malzemeye örnek alüminyumdur.

•••Comstock/Comstock/Getty Images

Demir, nikel gadolinyum ve kobalt gibi ferromanyetik malzemeler atomlarının atom altı yapıları nedeniyle doğal olarak mıknatıslar tarafından çekilir. Tipik olarak, bu malzemeler, yüksek sıcaklıkta ısıtma ve ardından ısıtma gibi bir işleme tabi tutulmalıdır. kalıcı olarak mıknatıslanmak için güçlü bir manyetik alanın etkisi altındayken soğutma mıknatıs. Malzemeye mıknatısla vurmak veya çekiçle vurmak gibi daha az fiziksel yöntemler bu malzemeleri geçici mıknatıslara dönüştürebilir. Her iki fiziksel süreç de malzemenin elektron kaynaklı manyetik alanlarının birbiriyle hizalanmasına neden olur.

•••Jüpiterimages/Comstock/Getty Images

Paramanyetik malzemeler, aynı yönde dönen nispeten az sayıda serbest elektrondan oluşan paramanyetik malzemelerin atom altı yapısından dolayı, mıknatıslar tarafından yalnızca zayıf bir şekilde çekilir. Bu nedenle bakır, alüminyum, platin ve uranyum gibi paramanyetik malzemeler, ferromanyetik malzemelerden yapılanlardan çok daha zayıf mıknatıslar oluşturur.

Ferromanyetik ve paramanyetik malzemelerin alaşımları, manyetize olma potansiyellerine göre değişebilir. Örneğin, nikel ferromanyetik bir malzeme olmasına rağmen, 5 sentlik bir parça mıknatıs tarafından çekilmez. ABD 5 sentlik madeni para, yüzde 20 nikel ve yüzde 80 bakırdan oluşan bir alaşımdır. Paslanmaz çelik ferromanyetik demirin krom ve çok sayıda başka paramanyetik malzeme ile bir alaşımı olduğu için mıknatıs tarafından çekilmeyen bir başka malzeme örneğidir.

Bununla birlikte, bazı ferromanyetik ve paramanyetik malzeme alaşımları güçlü mıknatıslar yapar. Bir örnek, bir biçimde ferromanyetik metaller demir, nikel ve kobalt ile paramanyetik malzemeler alüminyum ve bakırdan oluşan alnico'dur.