Magnetiske metaller & ikke-magnetiske metaller både spille en viktig rolle i utvikling. Magnetisme er basis for mange applikasjoner. På samme tid, har denne eiendommen kan også være uønsket i visse tilfeller.
Derfor er det viktig å vite hvilke metaller som er magnetisk, og hvilke som ikke er det.
Hva er Magnetisme?
I lekmann vilkår, magnetisme er en kraft som kan tiltrekke eller frastøte magnetiske objekter., Magnetiske felt som gjennomsyrer ulike medier formidle denne styrken.
Magnetisme er en eiendom av visse materialer som standard. Noen materialer, skjønt, kan bli lammet eller demagnetised avhengig av kravene.
Hva Skaper Magnetisme i Metaller?
Som en elektrisk strøm, magnetisme er forårsaket av elektroner på elementært nivå. Elektronene har spinn, noe som skaper en liten magnetisk dipol.
Når disse spins er balansert, netto kraft er null. Men i tilfelle av et stort antall gruppert elektroner, dette infinitesimally små magnetiske øyeblikk blir store., Som et resultat, det skaper en merkbar magnetiske feltet rundt metallet.
Elektrisk strøm er også i stand til å skape magnetiske felt og vice versa. Når en elektrisk strøm går gjennom en ledning, det skaper en sirkulær magnetiske feltet rundt ledningen. På samme måte, å bringe et magnetisk felt nær en god leder for elektrisitet, elektrisk strøm strømme i lederen.
Denne fantastiske forholdet mellom elektrisitet og magnetisme har resultert i mange smarte enheter og programmer.
Typer Magneter
Det finnes ulike klassifiseringer for magneter., En måte å skille magnetiske metaller fra hverandre er hvor lenge deres egenskaper er aktiv. Ved hjelp av dette som vårt grunnlag, kan vi klassifisere magneter som:
- Permanent
- Midlertidige
- Electromagnets
La oss ta en dypere titt inn i hver enkelt av dem.
Permanente Magneter
Permanente magneter produsere et magnetisk felt på grunn av deres interne struktur. De ikke mister sin magnetisme lett. Permanente magneter er laget av ferromagnetisk materiale som ikke slutte å produsere sine magnetiske felt uavhengig av ytre påvirkning., Dermed, de er stabile mot demagnetising styrker.
for Å forstå permanente magneter, må vi se på den interne strukturen av magnetiske materialer. Et materiale viser magnetiske egenskaper når det domener er justert i samme retning. Domener er de ørsmå magnetiske felt som er til stede i et materiale er krystallinsk struktur.
I ferromagnetiske materialer, domener som er perfekt tilpasset. Det er ulike måter å justere dem, men det er den mest pålitelige metoden er å varme magnet til en viss temperatur., Denne temperaturen er forskjellig for materialer og resultater i permanent justering av domener i én retning.
Det er på grunn av at lignende forhold finnes i jordens kjerne at det oppfører seg som en permanent magnet.
Midlertidige Magneter
Midlertidige magneter, som navnet antyder, bare beholde sine magnetiske egenskaper under visse betingelser. Når disse vilkårene ikke lenger er tilstede, mister de deres magnetiske felt.
Myke materialer med lave magnetiske egenskaper, for eksempel herdet jern og stål, er eksempler på midlertidige magneter., De blir magnetisk i nærvær av et sterkt magnetfelt. De har også skildre lave coercivity.
Du må ha sett hvordan binders får festet til hverandre når en permanent magnet er i nærheten. Hver binders blir en midlertidig magnet tiltrekker seg andre binders i nærvær av et magnetisk felt. Når den permanente magneten er tatt bort, binders miste sine magnetiske egenskaper.
Electromagnets
Electromagnets er magneter som produserer magnetiske felt når en elektrisk strøm passerer gjennom dem. De har ulike bruker-tilfeller., For eksempel motorer, generatorer, releer, hodetelefoner, etc. all bruk electromagnets.
I electromagnets en spiral av wire som virvler rundt et ferromagnetisk kjerne. Koble ledningen til en kilde til elektrisitet produserer sterke magnetiske felt. Den ferromagnetisk materiale som ytterligere forsterker det. Electromagnets kan være ekstremt sterkt avhengig av elektrisk strøm.
De gir deg også muligheten til å slå den magnetiske kraften på og av ved å trykke på en knapp. Dette er en svært spesiell eiendom som hjelper oss til å bruke den magnetiske kraften i våre programmer.,
La oss ta et eksempel med en kran som brukes til å plukke opp skrapmetall i en søppelplass. Ved hjelp av en elektromagnet, vi kan plukke opp skrapmetall ved å sende elektrisk strøm gjennom det. Når vi må slippe stykker, alt vi trenger å gjøre er å slå av strøm til magneten.
et Annet interessant eksempel på en elektromagnet programmet er Maglev tog. I dette programmet, et tog løfter av spor og levitates. Det er bare mulig når en elektrisk strøm går gjennom electromagnets på toget kroppen.,
Dette vesentlig reduserer motstanden møtt av toget når du er i bevegelse. Derfor, disse togene har svært høy fart.
Som Metaller Er Magnetisk?
Det finnes ulike måter som et metall kan samhandle med en magnet. Dette avhenger av den interne strukturen i materialet. Metaller kan klassifiseres som:
- Ferromagnetisk
- Paramagnetiske
- Diamagnetiske
Mens magneter sterkt tiltrekke ferromagnetisk metall, de bare svakt tiltrekke paramagnetiske metaller. Diamagnetiske materialer, på den annen side, viser en svak frastøting når den plasseres i nærheten av en magnet., Bare ferromagnetisk metall er ansett som virkelig magnetisk.
Liste av Magnetiske Metaller
La oss ta en titt på noen av de mest kjente magnetiske metaller. Noen av dem er magnetisk til alle tider. Andre, som rustfritt stål, har magnetiske egenskaper bare med en bestemt kjemisk sammensetning.
Strykejern
Strykejern er et svært godt kjent ferromagnetisk metall. Det er, i faktisk den sterkeste ferromagnetisk metall. Det utgjør en integrert del av jordens kjerne og formidler sine magnetiske egenskaper til planeten vår., Det er grunnen til at Jorden fungerer som en permanent magnet på sin egen.
Det er mange aspekter som bidrar til å strykejern magnetisme. I tillegg til sin netto elektron spinn på atom-nivå, sin krystallinsk struktur spiller også en viktig rolle. Uten det, strykejern ville ikke være i et magnetisk metall.
Forskjellige krystallinske strukturer resultere i forskjellige strykejern egenskaper.
Strykejern er ferromagnetisk i kroppen sin-sentrert kubikkmeter (bcc) alfa-FE struktur. På samme tid, det viser ikke magnetisme i ansikt-sentrert kubikkmeter (fcc) gamma-Fe struktur., Beta-Fe struktur, for eksempel, viser paramagnetiske tendenser.
Nikkel
Nikkel er en annen populær magnetisk metall med ferromagnetiske egenskaper. Som jern, dens forbindelser er til stede i jordens kjerne. Historisk, nikkel har blitt brukt til å lage mynter.
i Dag, nikkel finner bruk i batterier, maling, kjøkken verktøy, telefoner, bygninger, transport og smykker. En stor del av nikkel brukes til å produsere ferronickel for rustfritt stål.
på Grunn av sin magnetiske egenskaper, nikkel er også en del av Alnico magneter (laget av aluminium, nikkel og kobolt)., Disse magnetene er sterkere enn rare-earth metal magneter, men svakere enn jern-basert magneter.
Kobolt
Kobolt er et viktig ferromagnetisk metall. For over 100 år, kobolt er gode magnetiske egenskaper har hjulpet til med å utvikle en rekke programmer.
Kobolt kan brukes til å produsere myk, så vel som hardt magneter. Myk magneter som bruker kobolt har fordeler fremfor andre myke magneter. Nemlig, de har en høy metning punkt, Curie temperaturer i området 950…990° Celsius. Dermed, de kan brukes for høy temperatur (opp til 500° Celsius).,
Kobolt med dens legeringer brukes i harddisker, vindturbiner, MR-maskiner, motorer, aktuatorer og sensorer.
Stål
Stål viser også ferromagnetiske egenskaper som det er avledet fra jern. De fleste stål vil tiltrekkes av en magnet. Hvis det er nødvendig, stål kan også brukes til å lage permanente magneter.
La oss ta eksempel av stål NO C15D. Denne karakteren av stål inneholder 98.81 å 99.26% jern. Dermed, en svært høy andel av dette stålet karakter er strykejern. Derfor, ferromagnetiske egenskaper av jern overføring til stål.,
Rustfritt Stål
Noen rustfritt stål er magnetisk, og noen er ikke. En legering stål blir en rustfritt stål hvis det har minst 10.5% av krom i det. På grunn av den varierende kjemiske sammensetninger, det er forskjellige typer av rustfritt stål.
Ferritic og martensittisk rustfritt stål er magnetisk på grunn av deres strykejern sammensetning og molekylær struktur.,
Austenittisk stål, på den annen side, vises ikke ferromagnetiske egenskaper på grunn av en annen molekylær struktur. Dette gjør den egnet for bruk i MR-maskiner.
Den strukturelle forskjellen stammer fra mengden nikkel. Det styrker oksid lag for bedre beskyttelse mot korrosjon, men også endringer i strukturen av rustfritt stål.
Sjeldne Metaller
Sammen med de ovenfor nevnte metaller, forbindelser av noen sjeldne elementer som også har utmerket ferromagnetiske egenskaper., Gadolinium, samarium, neodymium er alle eksempler på magnetiske sjeldne metaller.
Ulike magneter med ulike egenskaper kan være produsert ved hjelp av de ovennevnte metaller i kombinasjon med jern, nikkel og kobolt. Disse magnetene komme med spesifikke egenskaper som er nødvendige for enkelte programmer.
For eksempel, samarium-kobolt magneter er til stede i turbomachinery, high-end elektriske motorer, etc.
Som Metaller Er Ikke Magnetisk?
Bare noen få metaller i den periodiske tabellen er magnetisk. De fleste andre vanlige metaller er ikke-magnetiske metaller. La oss ta en titt på noen av dem.,
Liste over Ikke-Magnetiske Metaller
Aluminium
Aluminium er krystall struktur, på samme måte som litium og magnesium, gjør det ikke-magnetisk. Alle tre materialene er populære eksempler på paramagnetiske metaller.
Selv om flere typer av aluminium korrosjon kan skje, det er kjent for sin motstand mot korrosive miljøer. Dette, sammen med sin lette vekt, gjør det til et nyttig metall i mange bransjer.
Gull
Gull er en diamagnetiske metall som de fleste andre metaller., I sin rene form, gull er ikke-magnetisk, og viser bare en svak motvilje mot magneter som alle diamagnetiske metaller.
Silver
Sølv er en annen ikke-magnetisk metall. Denne egenskapen gjør identifisere falske sølv mulig. Hvis «sølv» mynter eller smykker tiltrekker seg til magneter, det er noe annet.
Kobber
Er Kobber Magnetisk?
Kobber i seg selv er ikke magnetisk, men i samspill med magneter til en viss grad. Denne egenskapen bidrar til å generere elektrisitet i kraftverk.,
Konklusjon
Med en stor nok magnetiske felt, alle typer metaller vil samhandle med en magnet. Dette er fordi virvelstrømmer er satt opp i metaller når de blir utsatt for en flytting av magnetiske felt.
ved Hjelp av dette prinsippet, metall detektorer er i stand til å oppdage ikke-magnetiske metaller som gull, sølv. Men for de fleste praktiske formål, denne interaksjonen er ikke nok, og begrenser muligheten for å bruke-tilfeller.