İçerik
Birçok malzeme manyetik özelliklere ve mıknatıslanma yeteneğine sahiptir. Manyetik özelliklere sahip iki malzeme sınıfı paramanyetik ve ferromanyetik malzemelerdir. Bu malzemeler bir mıknatıs tarafından çekilmelerini sağlayan doğal manyetik özelliklere sahiptir. Paramanyetik malzemeler mıknatıslara zayıf şekilde çekilir ve ferromanyetik malzemeler mıknatıslara kuvvetlice çekilir. Bu özellikler, hangi malzemelerin kuvvetlice mıknatıslanabileceğini ve neyin sadece zayıf olarak mıknatıslanabileceğini belirleyen atom altı yapılarından kaynaklanmaktadır.
Manyetik özellikler
••• Ryan McVay / Photodisc / Getty ImagesBir malzemenin mıknatıslanmasına izin veren şeyin çekirdeği, elektronların, materyallerin atomlarının çekirdeği etrafında döndüğü, atom altı yapısında yatar. Bir dönen elektron, normal bir çubuk mıknatıs gibi, hem kuzey hem de güney kutuplarına sahip olan, dipol adı verilen manyetik bir alan yaratır. Elektronların çoğu aynı yönde döndüğünde, malzeme mıknatıslanma potansiyeline sahiptir. Bununla birlikte, bir malzemenin elektronlarının büyük bir kısmı aynı yönde dönmüyorsa, ters yönde dönen elektronlar birbirlerini ayrı ayrı manyetik alanlarını nötralize ettiği için mıknatıslanma potansiyeli daha düşüktür. Elektronlarının çoğunu aynı yönde dönen ve kuvvetle mıknatıslanabilen bir malzeme örneği demirdir. Elektronlarının çoğunda aynı yönde dönen ve sadece zayıf şekilde mıknatıslanabilen bir malzeme örneği alüminyumdur.
Ferromanyetik Malzemeler
Atomlarının atom altı yapıları nedeniyle, demir, nikel gadolinyum ve kobalt gibi ferromanyetik malzemeler doğal olarak mıknatıslara tutulur. Tipik olarak, bu malzemeler kalıcı bir mıknatıs olarak mıknatıslanmak için güçlü bir manyetik alanın etkisi altındayken soğutmanın ardından yüksek sıcaklıkta ısıtma gibi bir işlemden geçmelidir. Malzemeyi mıknatısla vurmak veya bir çekiçle vurmak gibi daha az fiziksel yöntemler bu malzemeleri geçici mıknatıslar haline getirebilir. Her iki fiziksel işlem, malzemelerin elektron kaynaklı manyetik alanların birbiriyle hizalanmasına neden olur.
Paramanyetik Malzemeler
••• Jupiterimages / Comstock / Getty ImagesParamanyetik materyaller, aynı yönde dönen, sadece birkaç serbest elektrondan oluşan paramanyetik materyaller, atom altı yapısı nedeniyle, mıknatıslara sadece zayıf bir şekilde çekilir. Bu nedenle, bakır, alüminyum, platin ve uranyum gibi paramanyetik malzemeler, ferromanyetik malzemelerden yapılanlardan daha zayıf mıknatıslar yapar.
Alaşımlı Malzemeler
Ferromanyetik ve paramanyetik madde alaşımları, mıknatıslanma potansiyelleri ile değişebilir.Örneğin, nikel ferromanyetik bir malzeme olmasına rağmen, 5-yüzde bir parça mıknatısa çekilmez. ABD 5 sentlik madeni para, yüzde 20 nikel ve yüzde 80 bakırdan oluşan bir alaşımdır. Paslanmaz çelik, mıknatıstan etkilenmeyen bir malzemenin başka bir örneğidir, çünkü krom ve fermanyetik demir alaşımı ve diğer birçok paramanyetik malzeme alaşımıdır.
Bununla birlikte, bazı ferromanyetik ve paramanyetik madde alaşımları güçlü mıknatıslar yapar. Bir örnek, bir biçimde ferromanyetik metallerden demir, nikel ve kobalttan oluşan ve paramanyetik malzemelerle alüminyum ve bakırdan oluşan alnico'dur.