Sisu
Paljud materjalid omavad magnetilisi omadusi ja võimet magnetiseerida. Kaks magnetiliste omadustega materjalide klassi on paramagneetilised ja ferromagnetilised materjalid. Nendel materjalidel on looduslikud magnetilised omadused, mis võimaldavad neid magnetiga meelitada. Paramagneetilised materjalid tõmbavad magneteid nõrgalt ja ferromagnetilised materjalid tõmbavad tugevalt magneteid. Need omadused tulenevad nende subatomaatilistest struktuuridest, mis määravad, milliseid materjale saab tugevalt magnetiseerida ja milliseid ainult nõrgalt magnetiseerida.
Magnetilised omadused
••• Ryan McVay / Photodisc / Getty ImagesMaterjali magnetiseerimise tuum peitub selle alaatomilises struktuuris, kus elektronid keerlevad ümber materjalide aatomite tuuma. Keerlev elektron loob magnetvälja, mida nimetatakse dipooliks ja millel on nagu tavalisel baarimagnetil nii põhja- kui ka lõunapoolus. Kui suurem osa elektronidest pöörleb samas suunas, on materjalil võimalik magnetiseeruda. Kui aga materjal ei oma suure osa oma elektronidest samas suunas keerlevaid elemente, on selle magnetiseerimise potentsiaal väiksem, kuna vastassuunas keerlevad elektronid neutraliseerivad teineteise individuaalseid magnetvälju. Näide materjalist, mille enamus elektronidest pöörleb samas suunas ja mida saab tugevalt magneerida, on raud. Alumiinium on näide materjalist, milles enamus selle elektronidest ei keerle samas suunas ja mida saab ainult nõrgalt magneerida.
Ferromagnetilised materjalid
Nende aatomite subatomiliste struktuuride tõttu tõmbuvad ferromagnetilised materjalid nagu raud, nikkel-gadoliinium ja koobalt loomulikult magnetide juurde. Tavaliselt peavad need materjalid läbima sellise protsessi, nagu kuumutamine kõrgel temperatuuril, millele järgneb jahutamine tugeva magnetvälja mõjul, et neid magneerida püsimagnetina. Vähem füüsikalised meetodid, näiteks materjali silitamine magnetiga või löömine haamriga, võivad muuta need materjalid ajutisteks magnetiteks. Mõlemad füüsikalised protsessid põhjustavad materjalide elektronide indutseeritud magnetväljade joondamise üksteisega.
Paramagneetilised materjalid
••• Jupiterimages / Comstock / Getty ImagesParamagneetilised materjalid tõmbavad magneteid vaid nõrgalt, kuna paramagneetiliste materjalide subatomiline struktuur koosneb ainult suhteliselt vähestest samas suunas keerlevatest vabadest elektronidest. Seetõttu muudavad sellised paramagneetilised materjalid nagu vask, alumiinium, plaatina ja uraan magnetid palju nõrgemaks kui need, mida teevad ferromagnetilised materjalid.
Legeeritud materjalid
Ferromagnetiliste ja paramagnetiliste materjalide sulamid võivad varieeruda sõltuvalt nende magnetiseeritud potentsiaalist.Näiteks, kuigi nikkel on ferromagnetiline materjal, ei meelita 5-sendine tükk magnetit. USA 5-sendine münt on sulam, mis koosneb 20 protsendist niklist ja 80 protsendist vasest. Roostevaba teras on veel üks näide materjalist, mida magnet ei köida, kuna see on ferromagnetilise raua sulam kroomi ja paljude teiste paramagnetiliste materjalidega.
Mõned ferromagnetiliste ja paramagnetiliste materjalide sulamid teevad aga tugevaid magneteid. Üks näide on alnico, mis koosneb ühel kujul ferromagnetilistest metallidest rauast, niklist ja koobaltist koos paramagnetiliste materjalidega alumiiniumist ja vasest.