Наука: Наука и техника: Lenta.ru

Комбинируя тонкие пленки металлов с молекулами углерода, ученым удалось превратить немагнитные вещества (медь и марганец) в магниты. Об этом сообщает журнал Nature.

Магнитные явления пока очень слабы и проявляются всего несколько дней, однако новое открытие способно проложить дорогу к гибридным органическо-металлическим магнитам, которые найдут применение в медицинской технике.

Ферромагнетики (вещества, которые действуют как постоянные магниты) притягивают металлы благодаря суммарному полю от спинов всех содержащихся в них электронов — каждая элементарная частица генерирует свое собственное магнитное поле. Спины части разнонаправленных электронов аннулируют эффект друг друга, но некоторые неспаренные электроны выстраиваются в одном направлении — по линиям внешнего магнитного поля — и сохраняют свое местоположение даже при его исчезновении. Кумулятивный эффект от таких крошечных магнитных полей и придает соответствующие свойства железу, кобальту и никелю (при комнатной температуре).

Оскар Сеспедес (Oscar Cespedes) из Лидского университета (Великобритания) заставил медь и марганец приобрести аналогичные свойства. Ученый и его коллеги уложили пленки металлов на слои из фуллеренов (похожие на клетку замкнутые многогранники из 60 атомов углерода). Фуллеренам хорошо удается извлекать электроны из металлических пленок. В результате последние обрели магнитные свойства — в обращенном к фуллеренам слое толщиной в несколько нанометров. После приложения и последующего отключения внешнего магнитного поля в пленках сохранилось около 10 процентов от индуцированного магнитного поля, что превратило медь и марганец в ферромагнетики, то есть они стали слабыми магнитами.

Эксперимент 2015 года опирается на теорию, созданную в 1930-е годы Эдмундом Стонером (Edmund Stoner), работавшим в том же университете. Стонер, в частности, описал условия, позволяющие элементу приобрести магнитные свойства. Хотя Сеспедес не уверен, что внутренняя структура модифицированных им меди и марганца соответствует критерию Стонера, его эксперимент указал на возможность создания ферромагнетиков из немагнитных металлов.

Сеспедес надеется, что новая технология позволит создать контрастное вещество для магнитно-резонансной томографии, более экологически чистое и безопасное для здоровья, чем гадолиний. В будущем новые магниты также могли бы прийти на смену редкоземельным элементам, кобальту и никелю в ветровых турбинах. Сейчас Сеспедес работает над тем, чтобы продлить магнитный эффект. Для этого он собирается укладывать органические и металлические молекулы в виде матрицы, а не отдельных слоев.

Магниты: полимеры теснят металл — CNews

01 Сентября 2004 11:0901 Сен 2004 11:09 | Поделиться Британские ученые создали первый в мире пластиковый магнит, который может работать при комнатной температуре. Над созданием пластикового магнита ученые бьются уже не один год. В 2001 году химики из Университета Небраска-Линкольн (University of Nebraska-Lincoln) объявили о создании первого в мире пластикового магнита, однако он мог работать только при температуре не выше 10 градусов Кельвина. Впоследствии пластиковые магниты были созданы еще рядом исследовательских групп, однако, как правило, они сохраняли магнитные свойства только при сверхнизких температурах, либо магнетизм их при комнатной температуре был исключительно слабым, что не давало возможности говорить об их практическом применении.

Ученым из британского Университета Дарема (University of Durham) удалось создать первый в мире пластиковый магнит, которым можно пользоваться в нормальных условиях, при комнатной температуре, сообщает журнал New Scientist. Такие магниты смогут найти множество применений — например, их можно будет использовать в магнитном покрытии жестких дисков, что позволит создать новое поколение дисков большой емкости, а также в медицине и в других областях.

Новый полимер разработала группа ученых под руководством Навида Заиди (Navid Zaidi) из исследовательской группы органических электроактивных материалов.

Новый полимер был создан из двух компонентов — PANi (emeraldine base polyaniline) и TCNQ (tetracyanoquinodimetnane). Придать материалу магнитные свойства, которые в обычных магнитах определяются ориентацией магнитных моментов атомов или молекул, удалось с помощью свободных радикалов.

Сначала новый полимер имел весьма слабые магнитные свойства, и после трех месяцев безуспешных попыток ученые решили искать другой путь решения проблемы, напоследок решив проверить магнитные свойства образца еще один раз. К их удивлению, полимер проявил весьма заметные магнитные свойства. Дальнейшие эксперименты подтвердили, что полимер может обладать заметными магнитными свойствами при комнатной температуре, а также показали, что причиной магнетизма может являться внесение в материал примесей. В частности, данные рентгеноструктурного анализа показали, что в течение трех месяцев полимерные цепочки «точнее» выстроились в линейные структуры, что, по всей видимости, и привело к возрастанию магнитных свойств пластика.

Несмотря на то, что даже сейчас магнетизм полимерного магнита значительно слабее, чем у обычных постоянных магнитов, ученые полны оптимизма и уверены, что им удастся увеличить его. По мнению Джерри Торранса (Jerry Torrance), специалиста в области материаловедения, работа британских ученых представляет собой «значительное научное достижение». Тем не менее, полагает он, до практического применения пластиковых магнитов еще далеко.

Физика магнит отталкивает металл. Почему магнит притягивает железо? Почему магниты «липнут» друг к другу

Когда магнит притягивает к себе металлические предметы, это кажется волшебством, но в действительности «волшебные» свойства магнитов связаны всего лишь с особой организацией их электронной структуры. Поскольку электрон, вращающийся вокруг атома, создает магнитное поле, все атомы являются маленькими магнитами; однако в большинстве веществ неупорядоченные магнитные эффекты атомов уравновешивают друг друга.

По иному дело обстоит в магнитах, атомные магнитные поля которых выстраиваются в упорядоченные области, называющиеся доменами. Каждая такая область имеет северный и южный полюс. Направление и интенсивность магнитного поля характеризуется так называемыми силовыми линиями {на рисунке показаны зеленым цветом), которые выходят из северного полюса магнита и входят в южный. Чем гуще силовые линии, тем концентрированнее магнетизм. Северный полюс одного магнита притягивает южный полюс другого, в то время как два одноименных полюса отталкивают друг друга. Магниты притягивают только определенные металлы, главным образом железо, никель и кобальт, называющиеся ферромагнетиками. Хотя ферромагнетики и не являются естественными магнитами, их атомы перестраиваются в присутствии магнита таким образом, что у ферромагнитных тел появляются магнитные полюса.

Магнитная цепочка

Касание конца магнита к металлическим скрепкам приводит к возникновению у каждой скрепки северного и южного полюса. Эти полюса ориентируются в том же направлении, что и у магнита. Каждая скрепка стала магнитом.

Бесчисленные маленькие магнитики

Некоторые металлы имеют кристаллическую структуру, образованную атомами, сгруппированными в магнитные домены. Магнитные полюса доменов обычно имеют различное направление (красные стрелки) и не оказывают суммарного магнитного воздействия.

Образование постоянного магнита

1. Обычно магнитные домены железа ориентированы бессистемно (розовые стрелки), и естественный магнетизм металла не проявляется.
2. Если к железу приблизить магнит (розовый брусок), магнитные домены железа начинают выстраиваться вдоль магнитного поля (зеленые линии).
3. Большинство магнитных доменов железа быстро выстраивается вдоль силовых линий магнитного поля. В результате железо само становится постоянным магнитом.

«У железа и похожих на него металлов есть особенная черта — связь между соседними атомами такова, что они чувствуют магнитное поле скоординированно».

Что означают здесь выражения «связь такова», «чувствуют», «скоординировано»? Кто или что осуществляет «координацию» всех атомов данного тела? Каким образом осуществляется координация? В чем «нетаковость» связей атомов в органических веществах? Думается, в данном случае тайна магнетизма «деткам» не раскрыта.
Но, быть может, сгодится такой ответ?
Если согласиться, что каждый атом в теле «ощущает» («чувствует») внешнее магнитное поле (ВМП) своими внешними — свободными, несвязанными — электронами и что внутренние электроны атома «не поддаются» ВМП, то выходит, что атомы реагируют на присутствие ВМП постольку, поскольку движения их несвязанных электронов во внешнем электронном слое (а они создают, кстати, собственные магнитные поля) не уравновешены движением других электронов: слой не заполнен и связи с электронами др. веществ, например кислорода-окислителя, нет. При этом в присутствии ВМП у таких веществ как железо происходит как бы резонанс в колебаниях внешних электронов всех атомов: одни и те же электроны слоя в каждом атоме занимают ближайшее положение к одному и тому же полюсу магнита в один и тот же момент времени или, можно сказать, «скоординировано».

Это и делает магнетизм железа «сильным», а также и «долгим», наподобие «скоординированного» движения электронов на внутренних слоях атомов.
Соответственно, у «магнитослабых» веществ резонанс во внешних электронных слоях атомов под действием ВМП либо не происходит — движение во внешнем слое уравновешено достатком собственных либо «чужих» электронов; ВМП «бессильно» в нарушении этого электромагнитного равновесия точно по той же причине, что и для внутреннего слоя электронов в атоме,- либо резонанс внешних электронов всех атомов тела выражен «плохо», нарушается некоторой хаотичностью.
Опыт с «лягушачьим» ВМП показывает, на мой взгляд, что резонанс электронов можно организовать, если в составе тела есть подходящие, т.е. «правильно» реагирующие на ВМП, атомы. Если тело будет состоять только из атомов, внешние электронные слои которых не испытывают дефицита электронов, то такое тело не будет реагировать на ВМП от постоянного магнита.

«Если несколько атомов «настроены» так, чтобы притягиваться к магниту, то они заставят и все соседние атомы делать то же самое».

Здесь у слова «настроены» кавычки не нужны, потому что имеется в виду именно настроенный — либо естественно, либо искусственно — процесс намагничивания вещества, т.е. введения в более или менее длительный резонанс движения внешних электронов атомов, хаотичного в других условиях. А вот слово «заставят» следует поставить в кавычки. Если, конечно, у толкователя нет желания «одухотворять» атомы, вводить в изначально неживую природу некую субъективность. К тому же, не атомы «заставят», а ВМП организует внутри вещества резонансное движение внешних электронов всех его подходящих атомов. Ибо уже намагниченные атомы не сами по себе «заставят», а через создание около себя (самостоятельного) ВМП.

На самом деле, взаимодействие магнита с веществами имеет гораздо больше вариантов, чем просто «притягивает» или «не притягивает». Железо, никель, некоторые сплавы — это металлы, которые из-за своего специфического строения очень сильно притягиваются магнитом. Подавляющее большинство других металлов, а также прочих веществ тоже взаимодействуют с магнитными полями — притягиваются или отталкиваются магнитами, но только в тысячи и миллионы раз слабее.

Поэтому для того, чтобы заметить притяжение таких веществ к магниту, надо использовать чрезвычайно сильное магнитное поле, которое в домашних условиях и не получишь.

Справа вы видите знаменитую фотографию живой лягушки, подвешенной в воздухе исключительно на магнитном поле. Напряженность магнитного поля в этом эксперименте была очень велика — она более чем в 100 000 раз превышала земное магнитное поле. Такие магнитные поля в домашних условиях не получить. А знаменитой эта фотография стала из-за того, что автору этого исследования в 2000 году присудили Шнобелевскую премию — пародию на Нобелевскую премию, вручаемую за бессмысленные и бесполезные исследования. В данном случае, наверное, вручатели поспешили с выводами.

Но раз к магниту притягиваются все вещества, то исходный вопрос можно переформулировать так: «Почему же тогда именно железо так сильно притягивается магнитом, что проявления этого легко заметить в повседневной жизни?» Ответ таков: это определяется строением и связью атомов железа. Любое вещество сложено из атомов, связанных друг с другом своими внешними электронными оболочками. Чувствительны к магнитному полю именно электроны внешних оболочек, именно они определяют магнетизм материалов. У большинства веществ электроны соседних атомов чувствуют магнитное поле «как попало» — одни отталкиваются, другие притягиваются, а какие-то вообще стремятся развернуть предмет. Поэтому если взять большой кусок вещества, то его средняя сила взаимодействия с магнитом будет очень маленькая.

У железа и похожих на него металлов есть особенная черта — связь между соседними атомами такова, что они чувствуют магнитное поле скоординированно. Если несколько атомов «настроены» так, чтобы притягиваться к магниту, то они заставят и все соседние атомы делать то же самое. В результате в куске железа «хотят притягиваться» или «хотят отталкиваться» все атомы сразу, и из-за этого получается очень большая сила взаимодействия с магнитом.

Немного про сам магнит. Магнит — тело, обладающее собственным магнитным полем. (Магнитное поле — это особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами или телами, обладающими магнитным моментом). Когда электрический ток проходит по проволоке, он создает магнитное поле. Но магнитное поле в магнитах образуется не из-за движения тока по проводам, а за счет движения электронов. Электроны заполняют раковинообразные орбитали атома, где они ведут себя и как частицы, и как волны. Они имеют заряд и массу, а также могут двигаться в разных направлениях.

Хотя электроны атома не перемещаются на большие расстояния, такого движения достаточно, чтобы создать крошечное магнитное поле. И поскольку спаренные электроны двигаются в противоположных направлениях, их магнитные поля уравновешивают друг друга. В атомах ферромагнитных элементов, наоборот, электроны не спарены и двигаются в одном направлении. Например, у железа четыре несоединённых электрона, которые движутся в одну сторону. Поскольку у них нет сопротивляющихся полей, у этих электронов есть орбитальный магнитный момент. Магнитный момент – это вектор, который имеет свою величину и направленность.

На самом деле, взаимодействие магнита с веществами имеет гораздо больше вариантов, чем просто «притягивает» или «не притягивает». Железо, никель, некоторые сплавы — это металлы, которые из-за своего специфического строения очень сильно притягиваются магнитом. Подавляющее большинство других металлов, а также прочих веществ тоже взаимодействуют с магнитными полями — притягиваются или отталкиваются магнитами, но только в тысячи и миллионы раз слабее. Поэтому для того, чтобы заметить притяжение таких веществ к магниту, надо использовать чрезвычайно сильное магнитное поле, которое в домашних условиях и не получишь.

Но раз к магниту притягиваются все вещества, то исходный вопрос можно переформулировать так: «Почему же тогда именно железо так сильно притягивается магнитом, что проявления этого легко заметить в повседневной жизни?» Ответ таков: это определяется строением и связью атомов железа. Любое вещество сложено из атомов, связанных друг с другом своими внешними электронными оболочками. Чувствительны к магнитному полю именно электроны внешних оболочек, именно они определяют магнетизм материалов. У большинства веществ электроны соседних атомов чувствуют магнитное поле «как попало» — одни отталкиваются, другие притягиваются, а какие-то вообще стремятся развернуть предмет. Поэтому если взять большой кусок вещества, то его средняя сила взаимодействия с магнитом будет очень маленькая.

У железа и похожих на него металлов есть особенная черта — связь между соседними атомами такова, что они чувствуют магнитное поле скоординированно. Если несколько атомов «настроены» так, чтобы притягиваться к магниту, то они заставят и все соседние атомы делать то же самое. В результате в куске железа «хотят притягиваться» или «хотят отталкиваться» все атомы сразу, и из-за этого получается очень большая сила взаимодействия с магнитом.

Материалы взяты из интернета

Известно, атомы и частицы в них, вращаются вокруг своей оси с большой скоростью. Рассмотрим детально это явление на одном атоме! Обратим внимание на сторону, которое вращается по часовой стрелке, то есть, сторона атома с левой стороны движется в верх, на право, затем, с верху вниз и затем внизу, с права, на лево. При этом, противоположная сторона этой частицы, вращается против часовой стрелки. Точно так же, вращаются и все другие частицы. Из предыдущих моих статей известно, что атмосфера сжимает элементарные частицы. Следовательно, если эти частицы, в результате их сжатия, соприкасаются между собой, то частицы, у которых стороны вращения совпадают,(по часовой и против часовой), эти частицы сжимаются. То есть, возникает эффект притяжения! И при этом, возникает эффект холода. А те частицы, у которых, стороны вращаются в противоположные стороны, эти частицы отталкиваются друг от друга, при этом, эти частицы увеличиваются в своем объеме, так как они, при своем взаимодействии, стремятся разрушить друг друга. То есть, при этом, в пространство выделяются частицы с большими скоростями в виде магнитных волн расширения и которые при этом, образуют эффект теплоты. Наша атмосфера состоит из этих вращающихся элементарных частиц, и которые сжимают нашу землю с четырех сторон в горизонтальной плоскости и со стороны пространства. Следовательно, эти электромагнитные потоки движутся на встречу друг другу.и по ходу своего движения вращаются по часовой стрелке. То есть, в противоположные стороны! Поэтому, достигая полюсов магнита, эти потоки сжимаются внешней силой в центре тела магнита, а затем,преодолевая центр сжатия, эти потоки магнитной энергии в сжатом виде, выходят на противоположный полюс! Следовательно, если эти полюсы соединить, то они притягиваются друг к другу, так как, их потоки у каждого, совпадают с их сторонами вращения. Если же, взять другой такой же магнит, то полюсы, у которых эти магнитные потоки вращаются, у одного по часовой, а у другого,против часовой, то есть, вращение совпадает в одном направлении, эти полюсы притягиваются. То есть, сжимаются! И на оборот, если вращение магнитного потока не совпадает, то такие полюсы отталкиваются. О том, что магниты не обладают собственной энергией, доказывается следующим: 1)Электромагнит обладает магнетизмом, если электро обмотки его полюсов, выполнены так, что вращение электротока, направлено по часовой и против часовой стрелки То есть, в противоположные стороны! 2) Постоянный магнит, если его полюсы долгое время не замкнуты между собой, это магнит теряет свои свойства магнетизма. То есть, у него теряются свойства пропускать через себя, эти магнитные потоки. Алексей Мишнев.

Идентификация металлолома

Этот материал поможет устранить путаницу в знаниях от том, как идентифицировать различные типы металлов! Во-первых, всегда имейте под рукой магнит. Лучше иметь несколько магнитов. Микроволновые печи, колонки, жесткие диски и другие электронные устройства, в каждом из них есть магнит, который можно вытащить. Другой отличный способ идентификации металла – тест на искру.

С помощью магнита вы сможете определить и рассортировать черные и цветные металлы.

Железо / сталь

• В 3 раза тяжелее алюминия
• Ржавеет
• Обладает магнитными свойствами
• Его много
• Прочное

Алюминий

• Светлый
• Не обладает магнитными свойствами
• Не отбрасывает искр от шлифовальной машины
• Не ржавеет

Медь

• В основном используется в проводке и электронике
• Из нее делают большие предметы посуды
• Когда медь чистая, она имеет красивый розовый цвет
• Когда потускнеет, как правило, красного или коричневого цвета. (Тоже красиво)
• Окисляясь, становится зеленой
• Плотнее, чем железо, примерно на 15%
• Чем ярче медь, тем она ценнее
• Медь № 1 чистая медь, в том числе трубы без паяных соединений
• Медь № 2 медь с паяными соединениями

Медный лом: двигатели, трансформаторы, дроссели, некоторые процессоры и так далее.

Латунь или бронза

• Обычно желтоватого цвета и стоит около половины стоимости меди № 1
• Можно назвать латунь или бронзу, «медный сплав», чтобы избежать путаницы
• Часто встречается в виде клапанов труб, украшений
• Может быть, легированной никелем, и в этом случае она называется «мельхиор» (см. ниже)

Классы медной проволоки

Есть много разных способов классификации медной проволоки, но все сводится к процентному содержанию меди.

• 85% Проволока: диаметром как у карандаша. Если у вас есть этот тип провода, Вы получите за нее максимальную цену
• 70% Проволока: провода без каких-либо изоляций
• 50% Проволока: Удлинители и шнуры приборов с удаленной изоляцией
• 30% Проволока: Тонкие проволочки в пучке с изоляцией

Как определить свинец

• В полтора раза плотнее, чем железо, на ощупь тяжелый
• Это атомный элемент 82 с химическим символом Pb, очень податливый, или мягкий, и может быть разрезан карманным ножом
• Плавится при низкой температуре
• Используется для изготовления пуль, и рентгеновских аппаратов
• Очень токсичен

Как определить 304 нержавеющую сталь

• 304 нержавеющая сталь является сплавом железа с 18% хрома 8% никеля
• Не обладает магнитными свойствами
• Используйте тест на искру

Как определить 316 нержавеющую сталь

• Не обладает магнитными свойствами
• Это сплав железа с 18% хрома и 10% никеля
• Выглядит точно так же, как и 304
• При использовании теста на искру, будет меньше «вилок» в конце потока
• Используйте переносной спектрометр для точного определения

Как определить 200 нержавеющую сталь

• Это сплав железа с 17% хрома, 4% никеля и 7% марганца
• Гораздо более устойчив к коррозии, что 300 класс
• Не обладает магнитными свойствами
• Труднее продать скупщикам металлолома, потому 200 сталь трудно накопить достаточно, чтобы найти покупателя

Как определить 400 нержавеющую сталь

• Это сплав железа с 11% хрома и ~ 1% марганца
• Не имеет никеля в составе, и, следовательно, обладает магнитными свойствами
• Из-за магнитных свойств многие скупщики не дадут большую цену за нее

Как определить мельхиор

• Это сплав медь/никель
• Стоит гораздо больше, чем медь 1
• Некоторые будут обманывать, и пытаться купить этот материал по цене меди или дешевле
• На самом деле, в мельхиоре от 30%, до 90% никеля, а он в 3 раза дороже, чем медь
• Часто используется в поддельных драгоценностях, посеребренной посуде, судовых запчастях, теплообменниках и конденсаторах, музыкальных инструментах и многом другом

Придется обойти много скупщиков лома, прежде вам дадут за мельхиор справедливую цену.

Электрические нагревательные элементы

• Нагревательные элементы из электрических плит, как правило, сделаны из никеля
• Используйте переносной спектрометр для точного определения цены

Как определить карбид (карбид вольфрама)

• Карбид это сокращение «карбид вольфрама»
• Он тяжелый, в 16 раз тяжелее воды!
• Две столовые ложки карбида весят более килограмма!
• Обычно встречается в виде наконечников фрез, пил
• При тесте на искру дает очень короткие, тусклые, темно-красные искры
• Очень прочный

Магниты из немагнитных металлов

Группа ученых из университета Лидса на практике доказала возможность сделать из немагнитного металла синтетический магнит. Для этого им пришлось лишь изменить некоторые квантовые взаимодействия в веществе. В будущем новые разработки в этой области сулят нам большие перспективы, так как в принципе отпадет зависимость электроники от редкоземельных и токсичных материалов с природными магнитными свойствами, которые сейчас используются при производстве ветрогенераторов, медицинских приборов и компьютерных жестких дисков.

Изначально в природе есть только три металла, которые под воздействием внешнего магнитного поля могут превращаться в магниты (намагничиваться). Это кобальт, никель и железо. Все остальные, к сожалению, не являются так называемыми ферромагнетиками. Но это было до сих пор.

Новые исследования ученых из университета Лидса показали, что и из немагнитных (не являющихся ферромагнетиками) металлов можно сделать магнит. Для этого нужно лишь удалить из металла некоторое количество электронов, чтобы нарушить магнитное равновесие всего материала. Другими словами, надо сделать так чтобы магнитные поля, создаваемые каждой заряженной частицей не компенсировались, как это происходит в обычных металлах. И тогда суммарное магнитное поле не будет равняться нулю.

Но как это сделать на практике? Оказывается достаточно просто. Для этой цели ученые использовали углерод C₆₀, добавив его в металл. Получился своеобразный конденсатор, который «абсорбировал» на себя часть электронов из металла.

Таким способом ученым удалось «намагнитить» медь и марганец. Получились хотя и не очень сильные, но все же магниты. В будущем, как надеются сами исследователи, конечный результат можно будет значительно улучшить. И тогда уже можно будет говорить о реальных перспективах создания новых синтетических магнитов для нужд электроники.

Источник информации: Университет Лидса (www.leeds.ac.uk)

< Предыдущая		Следующая >

К каким металлам притягиваются магниты? | FIRST4MAGNETS® | БЛОГ

Несколько клиентов свяжутся с нашей командой экспертов, чтобы узнать, к каким материалам будут приклеиваться наши магниты, поскольку магниты не прилипают ко всем металлам.

Понимание того, какие металлы являются магнитными, а затем изучение какие металлы лучше всего подходят для ваших приложений, важно.

Итак, здесь, в FIRST4MAGNETS, мы решили показать вам, какие магниты будут и чего не будут, и объяснить причины этих ответов.

Металлы, притягивающие к магнитам

Металлы, которые естественным образом притягиваются к магнитам, известны как ферромагнитные металлы; эти магниты будут прочно прилипать к этим металлам.

Например, железо, кобальт, сталь, никель, марганец, гадолиний и магнитный камень являются ферромагнитными металлами.

Некоторые металлы, включая железо, относятся к магнитомягким, потому что они становятся сильными временными магнитами, когда рядом с ними находится сильное магнитное поле, а затем теряют свой магнетизм, когда магнит убирают.

Другие металлы, такие как редкоземельные металлы, такие как самарий и неодим, и сплавы железа, будут сохранять большую часть своего магнетизма, даже когда они не находятся в магнитном поле, поэтому они известны как магнитотвердые и из них получаются хорошие постоянные магниты.

.

.

Металлы, не притягивающие магниты

Некоторые металлы в их естественном состоянии, такие как алюминий, медь, латунь, свинец, золото и лента, не притягивают магниты из-за того, что они являются слабыми металлами.

Однако этим металлам могут быть добавлены свойства, в том числе железо и сталь, чтобы сделать их магнитными. Например, даже добавление небольшого количества железа к серебру сделает его магнитным.

Нержавеющая сталь магнитная?

Один металл, из-за которого возникает путаница в отношении того, стоит ли магнитно нержавеющая сталь.

Нержавеющие стали — это сплавы на основе железа, известные своим отличная коррозионная стойкость, однако существует несколько различных типов нержавеющие стали; основные из них ферритные и аустенитные.

Ферритные и аустенитные нержавеющие стали имеют разные характеристики. атомное расположение, из-за различий ферритных нержавеющих сталей обычно магнитные, а аустенитные нержавеющие стали — нет.

Ферритная нержавеющая сталь своим магнетизмом обязана высокой концентрации железа и своей фундаментальной структуре. В то время как в процессе производства, если в процессе производства добавляется никель, образуется аустенитная нержавеющая сталь, которая не является магнитной.

Если у вас все еще есть какие-либо вопросы или вопросы, обязательно свяжитесь с нашей командой экспертов, которые доступны по телефону 0845 519 4701 или отделу продаж @ magnetexpert.com и будем рады помочь решить любые проблемы или ответить на любые ваши вопросы.

Почему из стали делают постоянные магниты

Обладая прочностью на разрыв примерно в 1000 раз выше, чем у железа, сталь стала одним из важнейших металлов в мире. Из него делают все, от мостов и автомобилей до гаек, болтов и даже садовых инструментов. Однако многие люди не знают, что сталь также является ключевым ингредиентом в конструкции постоянных магнитов.Поскольку сталь сама по себе не является магнитной, вам может быть интересно, почему производители используют ее для изготовления постоянных магнитов.

Что такое постоянный магнит?

Постоянный магнит, также известный как жесткий магнит, представляет собой объект с постоянным магнитным полем. Другими словами, это магнит, который не теряет своей магнитной силы. Даже после многих лет использования постоянный магнит будет таким же сильным, как и в день его изготовления. Это резко контрастирует с временными магнитами, которые действительно теряют свою магнитную силу.

Типичный пример постоянного магнита — холодильник. Холодильники обычно конструируются с постоянными магнитами, чтобы минимизировать потерю холодного воздуха. В середине 1900-х годов производители обнаружили, что, встраивая постоянные магниты в дверцы холодильников, приборы с меньшей вероятностью будут пропускать холодный воздух. Для сравнения, скрепки считаются временными магнитами. Когда на скрепку прикладывают магнит, она сама становится магнитной. Конечно, это магнитное поле носит временный характер, и скрепки в конечном итоге перестанут притягиваться к другим ферромагнитным объектам.

Использование стали в постоянных магнитах

Итак, почему производители используют сталь для изготовления постоянных магнитов? Возвращаясь к основам этого металла, сталь — это сплав, состоящий из железа и углерода. В своем естественном состоянии сталь не является магнитной, но ее можно модифицировать таким образом, чтобы она становилась магнитной.

Когда немагнитный кусок стали прикладывают к магниту, атомы внутри него перестраиваются, образуя постоянный магнит. Когда атомы выравниваются, они создают магнитное поле, которое не теряет своей силы.Чтобы создать магнитное поле, атомы объекта должны быть правильно ориентированы. Сталь очень эффективна для этой цели из-за естественного расположения ее атомов.

Сталь — не единственный материал, используемый для изготовления постоянных магнитов. Постоянные магниты также изготавливаются из керамики, железа, кобальта, никеля, гадолиния и неодима. С учетом сказанного, сталь является относительно недорогим и широко доступным материалом, даже в большей степени, чем вышеупомянутые материалы. По этим причинам многие производители предпочитают использовать сталь для изготовления постоянных магнитов.

Ищете магниты?

Нажмите ниже, чтобы просмотреть обширный каталог Monroe Magnet .

Магазин Магниты Монро Нет тегов для этого сообщения.

Будут ли магниты работать на моем изделии из нержавеющей стали?

При изготовлении заказных корзин из стальной проволоки или форм из листового металла у клиентов Marlin часто возникают вопросы о коррозионной стойкости, ожидаемом сроке службы металла, способах удержания деталей на месте и многих других практических проблемах.

Время от времени возникает вопрос: «Будет ли корзина магнитной» или «магниты будут работать на моем изделии из нержавеющей стали?» Ответ на вопрос, будет ли ваша проволока из нержавеющей стали обладать магнитными свойствами, зависит от нескольких различных факторов, например:

• Используемый специальный сплав нержавеющей стали
• Термическая обработка и изменение формы
• Воздействие магнитных полей

Как каждый из этих факторов влияет на магнитные свойства корзины из сплава нержавеющей стали?

Вот как:

Сплавы нержавеющей стали и магнетизм

Среди множества других сплавов, представленных на рынке, существует множество различных сплавов нержавеющей стали, таких как нержавеющая сталь марки 304, 316 и 330. Каждый из этих сплавов попадет в одну из трех категорий:

• Ферритные сплавы
• Аустенитные сплавы
• Мартенситные сплавы

Аустенитные сплавы по своей природе не обладают магнитными свойствами. Почему это?

Согласно статье Scientific American, причина того, что сплавы аустенитной стали не являются магнитными, заключается в том, что «металлические атомы в аустенитной нержавеющей стали расположены на гранецентрированной кубической (ГЦК) решетке.Элементарная ячейка кристалла с ГЦК состоит из куба с атомом в каждом из восьми углов куба и атомом в центре каждой из шести граней куба ».

Такое расположение атомов предотвращает выстраивание молекул в аустенитной стали в едином направлении, предотвращая образование магнитных доменов, которые могут генерировать то, что Scientific American называет «магнитным движением» или магнетизмом.

Ферритные и мартенситные сплавы, с другой стороны, являются магнитными по своей природе, обладая «объемно-центрированной (ОЦК) решеткой… с одним атомом в каждом из восьми углов и одним атомом в геометрическом центре куба. Эта структура позволяет намагничивать сплав, хотя ферритные сплавы могут не намагничиваться при первом изготовлении.

Как воздействие магнитных полей влияет на намагничивание нержавеющей стали

Как указано в статье Scientific American, это происходит потому, что «в естественном состоянии ферритная сталь состоит из небольших участков, называемых магнитными доменами, которые полностью намагничены, но в целом направление намагничивания в каждом домене разное. В результате сумма всех доменов дает элементу нулевое магнитное движение.”

Короче говоря, бесчисленные крошечные кусочки сплава могут быть магнитными, но поскольку они не выровнены, в сплаве нет магнитного полюса. Это изменяется, когда сплав подвергается воздействию очень сильного магнитного поля, например, от электромагнита или редкоземельного магнита.

Достаточно мощное магнитное поле перекрывает направление магнитных доменов в ферритном сплаве, ориентируя их все в одном направлении. Это намагничивает сплав, и сплав может сохранять некоторый магнетизм даже после удаления из магнитного поля.

Магнетизм и изменение формы

Некоторые аустенитные стальные сплавы, такие как нержавеющая сталь марки 304, имеют внутри себя как кристаллическую структуру с ГЦК, так и кристаллическую структуру с ОЦК. ГЦК-структуры предотвращают намагничивание сплава.

Однако, как указано в статье Scientific American, «если сплав механически деформируется, то есть изгибается при комнатной температуре, он частично превращается в ферритную фазу и частично будет магнитным или ферромагнитным.Другими словами, изменение формы стали может деформировать молекулы, изменяя их так, чтобы они могли намагничиваться.

Магнетизм и температура

Ферритные стальные сплавы могут потерять свой магнетизм при нагревании до достаточной степени.

Как указано в статье в Scientific American, «все ферромагнитные сплавы при нагревании до достаточно высокой температуры — их температуры Кюри — ферритные нержавеющие стали теряют свой ферромагнетизм и становятся парамагнитными, то есть они не сохраняют свое собственное магнитное поле, а продолжают работать. быть привлеченным к внешним.”

Зачем вам это?

Если у вас есть автоматизированная система, которая полагается на магнитное обнаружение, чтобы «видеть», находится ли корзина на месте для запуска процесса, то магнетизм этой корзины будет очень важным фактором в вашем процессе.

С другой стороны, если у вас есть магнитные изделия и сильно магнитная корзина будет препятствием, вызывая «застревание» деталей и замедление производства, тогда вам не нужна намагниченная корзина.

Может быть множество причин, по которым вы можете или не хотите, чтобы ваша корзина из стальной проволоки была магнитной или немагнитной.

Узнайте больше о том, как выбрать подходящую корзину для своих нужд, ознакомившись с бесплатным руководством по ссылке ниже:

Почему магниты не работают с некоторыми нержавеющими сталями?

Томас Девайн, профессор материаловедения и инженерии Калифорнийского университета в Беркли, дает ответ.

Нержавеющие стали — это сплавы на основе железа, известные прежде всего своей отличной коррозионной стойкостью, которая в значительной степени обусловлена ​​концентрацией хрома в стали.Существует несколько различных типов нержавеющих сталей. Два основных типа — аустенитный и ферритный, каждый из которых имеет разное расположение атомов. Из-за этой разницы ферритные нержавеющие стали обычно обладают магнитными свойствами, а аустенитные нержавеющие стали — нет. Ферритная нержавеющая сталь обязана своим магнетизмом двум факторам: высокой концентрации железа и своей фундаментальной структуре.

Металлические атомы в аустенитной нержавеющей стали расположены на гранецентрированной кубической (ГЦК) решетке.Элементарная ячейка ГЦК-кристалла состоит из куба с атомом в каждом из восьми углов куба и атомом в центре каждой из шести граней. Однако в ферритной нержавеющей стали атомы металла расположены на объемно-центрированной (ОЦК) решетке. Элементарная ячейка ОЦК-кристалла представляет собой куб с одним атомом в каждом из восьми углов и одним атомом в геометрическом центре куба. Легирование нержавеющей стали такими элементами, как никель, марганец, углерод и азот, увеличивает вероятность того, что сплав будет обладать кристаллической структурой ГЦК при комнатной температуре.Хром, молибден и кремний повышают вероятность того, что сплав будет проявлять кристаллическую структуру ОЦК при комнатной температуре.

Самая популярная нержавеющая сталь — это тип 304, которая содержит примерно 18 процентов хрома и 8 процентов никеля. При комнатной температуре термодинамически стабильная кристаллическая структура нержавеющей стали 304 является ОЦК; тем не менее, концентрация никеля в сплаве, а также небольшое количество марганца (около 1 процента), углерода (менее 0,08 процента) и азота (около 0,1 процента).06 процентов), сохраняет ГЦК-структуру и, следовательно, сплав немагнитен. Если сплав механически деформируется, то есть изгибается при комнатной температуре, он частично превращается в ферритную фазу и будет частично магнитным или ферромагнитным, как это более точно обозначено.

Популярные ферритные нержавеющие стали представляют собой бинарные сплавы железо-хром с содержанием хрома от 13 до 18 процентов. Эти сплавы являются ферромагнитными при комнатной температуре. Как и все ферромагнитные сплавы, при нагревании до достаточно высокой температуры — температуры Кюри — ферритные нержавеющие стали теряют свой ферромагнетизм и становятся парамагнитными, то есть они не сохраняют свое собственное магнитное поле, но продолжают притягиваться к внешним. .

Кусок ферритной нержавеющей стали обычно не намагничивается. Однако под воздействием магнитного поля она намагничивается, и когда это приложенное магнитное поле снимается, сталь остается в некоторой степени намагниченной. Такое поведение является следствием микроструктуры стали. В частности, в своем естественном состоянии ферритная сталь состоит из небольших участков, называемых магнитными доменами, которые полностью намагничены, но в целом направление намагничивания в каждом домене разное.В результате сумма всех доменов дает элементу нулевой магнитный момент. Внешнее магнитное поле ориентирует эти магнитные домены. В зависимости от стали и приложенного поля ориентация достигается за счет комбинации селективного роста или сжатия определенных доменов и вращения намагниченности внутри доменов. Если приложенное поле достаточно сильное, сталь будет сохранять значительную часть своей намагниченности до тех пор, пока сталь имеет достаточное количество дефектов, которые не позволяют доменам вращаться, расти или сжиматься.

По сути, причины, по которым ферритные нержавеющие стали являются ферромагнитными, а аустенитные нержавеющие стали — нет, имеют квантово-механическую природу. Достаточно сказать, что ферромагнитный металл состоит из атомов, которые имеют неполное внутреннее ядро ​​электронов и кристаллическую структуру, которая приводит к высокой плотности электронных состояний в энергетических зонах, образованных неполным внутренним ядром атома. Он также имеет межатомное расстояние, которое учитывает обменные эффекты между электронами в энергетических зонах, связанных с неполным внутренним остовным уровнем. Если атомы в металлическом кристалле расположены слишком широко, обменные эффекты слишком малы, чтобы вызвать выравнивание магнитных моментов соседних атомов, и кристалл не будет проявлять ферромагнетизм. Требование высокой плотности состояний проистекает из принципа исключения Паули. Этот принцип запрещает электронам с одинаковым спином занимать один и тот же энергетический уровень. Следовательно, если плотность электронных состояний относительно мала, электроны должны будут занимать состояния с более высокой энергией, чтобы все имели одинаковый спин.Если увеличение энергии в результате занятия более высоких уровней энергии превышает уменьшение энергии в результате обмена энергией электронов, структура не будет ферромагнитной.

Металл под кожей? Найдите его с помощью магнита: доктор

Дженера Питтман, Reuters Health

НЬЮ-ЙОРК (Reuters Health) — У вас что-то застряло в руке? Согласно новому отчету о болезни, если он металлический и спрятан под кожей, врачи могли бы использовать обычный магнит, чтобы найти его.

На раздаточной фотографии показан магнит, поднесенный к коже пациента, что указывает на металлический предмет под кожей. REUTERS / Авторское право Американской медицинской ассоциации, 2011 г., все права защищены / раздаточный материал

«Если вы возьмете магнит и поднесете магнит к коже — черт возьми, это не хуже рентгеновского снимка», — говорит доктор Роберт Броделл, соавтор отчета из Медицинского университета Северо-Восточного Огайо в Рутстауне. Об этом сообщает Reuters Health.

Исследователи отмечают, что важно удалять предметы, которые проткнули тело, потому что они могут вызвать инфекцию.Однако они написали в Archives of Dermatology, что иногда идентификация этих объектов может быть затруднена, если они застряли под кожей.

Но, по крайней мере, у одного пациента на помощь пришел простой магнит.

В новом отчете о болезни фигурирует 15-летний мальчик, который появился в офисе Броделла с черно-синей отметиной на руке, но без симптомов.

Мальчик бил молотком, когда повредил руку, сказал Броделл, что привело к небольшому кровотечению, но мальчик не знал, прокололи ли что-нибудь кожу.

Броделл тоже не был уверен, пока ему не пришла в голову идея подержать магнит рядом с синяком мальчика. Это заставляло кожу «нависать» вверх по направлению к магниту — это означало, что под ней было что-то магнитное. Как только он понял, что это так, Броделл смог легко сделать небольшой разрез на руке мальчика и удалить кусок металла.

Это «не очень распространенное явление», когда люди приходят в кабинет врача, не зная, были ли они проколоты посторонним предметом. И «некоторые из вещей могут быть деревянными щепками или бамбуком…. это не будет магнитным », что означает, что этот удобный тест ничего не покажет, сказал Броделл.

Но если врач держит магнит в офисе, пробует его 50 раз, а он срабатывает один раз, это все равно успех, — сказал он.

Обычно рентген используется, чтобы найти скрытый кусок металла под кожей, объяснил Броделл. Но хотя рентген может стоить пару сотен долларов и подвергнуть человека воздействию радиации, магнит можно купить всего за несколько долларов и использовать снова и снова.

Магнит может быть особенно удобен, когда пациент с возможным проколом направляется на магнитно-резонансную томографию или МРТ, другой тип сканирования тела.

«Если кто-то имеет этот металлический кусок под (кожей) и случайно пойдет и сделает МРТ с использованием большого магнита, то вполне вероятно, что он может вырвать эту штуку из вашей кожи», — сказал Броделл.

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов одобрило использование нескольких редкоземельных магнитов для удаления инородных металлических предметов из глаза, но не имеет общих магнитов в своем списке одобренных устройств.

Brodell консультировал или выступал от имени ряда фармацевтических компаний, а также компании 3M, которая производит магниты.Однако его работа в компании не была связана с магнитами, и он сказал, что «магнит за 50 центов в магазине за пять центов вполне подойдет».

Его не беспокоят побочные эффекты, которые могут возникнуть при использовании небольшого повседневного магнита. «Я не использую магнит для чего-то, что находится в сердце или мозге … трудно представить, что происходит что-то плохое», — сказал он.

Его послание для врачей таково: «Если у вас есть под рукой магнит в офисе, вы можете вытащить его в любое время, когда вам будет интересно узнать о наличии металлического инородного тела.”

ИСТОЧНИК: bit.ly/imWVOb Архив дерматологии, онлайн 16 мая 2011 г.

Странное притяжение: формирование металла с помощью магнитов

Исследователи из Огайо говорят, что они придумали способ придать металлу форму с помощью мощных магнитных полей, процесс, который может помочь сократить использование токсичных смазочных материалов, которые в противном случае необходимы для штамповки таких разнообразных продуктов, как автозапчасти и кухонная утварь. Один из исследователей сказал: «Процесс должен быть надежным и требовать как можно меньше вмешательства человека…».В частности, в автомобильном производстве производители должны изготавливать детали в минимально возможном количестве этапов. Я думаю, что с помощью этой техники мы можем сделать много хорошего для промышленности ». Из Университета штата Огайо:
ЛУЧШЕЕ ФОРМИРОВАНИЕ МЕТАЛЛА: МАГНИТНЫЕ ИМПУЛЬСЫ «ВЫБИРАЙТЕ» МЕТАЛЛ В ФОРМУ
КОЛУМБУС, Огайо? Процесс формовки металлических деталей с использованием магнетизма, разработанный в Университете штата Огайо, достиг новой вехи, которая может сократить производственные затраты и помочь сохранить окружающую среду.

Этот процесс может также расширить выбор производителей из доступных металлов и позволить использовать алюминиевые детали в более легких и экономичных автомобилях.

Гленн С. Даен, профессор материаловедения и инженерии, и его коллеги первыми изобрели гибридное электромагнитное формование металла в 1999 году, сотрудничая с автопроизводителями «большой тройки». С помощью этого процесса традиционный инструмент и штамп штампуют общую форму детали из листового металла. После этого магнитное поле воздействует на определенные участки листового металла, образуя мелкие детали или сложные формы.

Теперь инженеры штата Огайо обнаружили, что они могут улучшить процесс, если они используют магнитное поле для растяжения определенных частей металла во время операции штамповки.

В ходе испытаний им удалось создать алюминиевый поддон глубиной почти в 1,5 раза большей, чем это было возможно ранее, и они сделали это, не полагаясь на потенциально токсичные промышленные смазочные материалы, обычно требуемые для штамповки.

Даен описал усовершенствованный процесс 9 октября в Колумбусе, штат Огайо, на ежегодном собрании Общества минералов, металлов и материалов, ныне известного как TMS.

Даен называет этот процесс «формированием выпуклости», потому что магнитное поле ударяется о металл множеством коротких импульсов — обычно от 5 до 20 раз менее чем за одну секунду — в то время как металл движется в матрицу.

Обычно, когда лист металла изгибается, чтобы поместиться внутри инструмента и матрицы, некоторые части листа растягиваются больше, чем другие. Это детали, которые могут порваться, если металл слишком сильно растянется.

С помощью техники Даэна электромагнитные поля воздействуют на части листа, которые обычно не растягиваются, заставляя их прогибаться. Благодаря этому дополнительному количеству «податливости» металла другие части листа будут менее подвержены разрыву.

Аспирант Цзяньхуэй Шан держит две сковороды, штампованные из автомобильного алюминия.Кастрюля справа была штампована в традиционной технике. Тот, что слева, был проштампован с использованием того же оборудования, но с использованием техники формирования электромагнитных выступов Даэна. [Щелкните здесь, чтобы увеличить изображение.]
Этот процесс хорошо работает с электропроводящими металлами, включая алюминий. При воздействии сильного электромагнитного поля от катушки внутри штамповочного инструмента внутри металла формируются соответствующий электрический ток и электромагнитное поле. Поле в катушке и поле в металле отталкивают друг друга, отталкивая алюминий от пуансона.

Формовка выпуклостей может быть очень полезна в массовом производстве, сказал Даен. От автомобильной промышленности до аэрокосмической и электронной промышленности, крупным производственным предприятиям часто требуется штамповать до 10 миллионов экземпляров своих металлических компонентов в год.

«Процесс должен быть надежным и требовать минимального вмешательства человека», — сказал Даен. «В автомобильном производстве производители должны изготавливать детали в минимально возможном количестве этапов. Я думаю, что с помощью этой техники мы можем сделать много хорошего для промышленности.”

Винсент Дж. Вохноут, доктор наук, доктор Дэна и штата Огайо, разработал свою технику формирования выпуклостей совместно с Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd., одной из крупнейших производственных компаний в Японии.

Из автомобильного алюминия инженеры вылепили форму, похожую на форму для выпечки. Поскольку алюминий легко рвется, производителям обычно необходимо покрывать металл смазкой, чтобы штамповать его, пояснил Даен. Затем потенциально опасная жидкость смывается с металла и утилизируется, что требует значительных затрат.

С обычным штамповочным оборудованием и смазкой самая глубокая форма, которую они могли создать без разрыва алюминия, составила 1,7 дюйма (4,4 сантиметра). После размещения электромагнитных приводов в том же оборудовании и использования процедуры формирования выпуклостей они смогли штамповать поддон глубиной 2,5 дюйма (6,4 сантиметра), что на 47 процентов больше.

Наиболее важным для Daehn является то, что они смогли произвести более глубокий оттиск, используя то же давление штамповки и без использования какой-либо смазки.

Daehn рассчитал несколько потенциальных выгод для промышленности.

«Мы можем позволить использовать в производстве более прочные материалы и алюминиевые сплавы. Мы можем сократить количество оборудования, связанного с обработкой металлов давлением. Детали, которые раньше требовали нескольких этапов, можно было изготавливать с помощью одного набора инструментов, что означало бы большую экономию средств. И мы думаем, что сможем отказаться от этих неприятных смазочных материалов », — сказал он.

От начала до конца процесс формирования выпуклости может занимать не более пяти секунд на деталь, что соответствует типичным производственным циклам.

Daehn и Vohnout запатентовали свой процесс формирования выступов и ищут дальнейшее финансирование для его разработки. Национальный научный фонд до сих пор в значительной степени профинансировал эту работу.

КОММЕНТАРИИ: дайте нам знать, что вы думаете, через Twitter или Facebook

Связанные

Сталь магнитная? Ответы на другие вопросы о металлических магнитах

Магниты существуют уже тысячи лет, помогая кораблям перемещаться по океанам. Сегодня магниты используются для самых разных целей, включая микроволновые печи, телевизоры, генераторы, двигатели, акустические системы и многое другое.Существует некоторое непонимание того, какие типы материалов являются магнитными, особенно сталь. Сталь магнитная, может ли она намагничиваться или нет?

Практически вся сталь, которую вы видите или видите, не является магнитом. Однако из стали можно было сделать магнит. Сталь является магнитным материалом в том смысле, что ее можно притягивать магнитами, потому что она в основном состоит из ферромагнитных материалов. Чтобы понять это важное различие между магнитом и ферромагнитным материалом, полезно понять разницу между различными типами магнитов.

Постоянные магниты

Когда большинство людей думают о магнитах, они думают о постоянных магнитах. Это те типы, которые могут прикрепляться к некоторым металлическим предметам, таким как холодильники и другие магниты, без необходимости в электрическом токе.

Для создания постоянных магнитов можно использовать самые разные материалы, но чаще всего используются железо, кобальт, никель и другие сплавы металлов.

Электромагниты

Электромагниты создаются путем создания электромагнитного поля вокруг материала. Катушка из медной проволоки наматывается на сердечник, обычно сделанный из железа, кобальта или никеля. Когда электричество проходит по медному проводу, создается магнитное поле. Большим преимуществом электромагнитов является то, что магнитным полем можно легко управлять, включая или отключая электрический ток.

Майкл Фарадей, возможно, самый важный человек, о котором вы никогда не слышали, был пионером электрических экспериментов и магнетизма и первым понял, что это две стороны одной медали.Он обнаружил, что движущиеся электрические токи генерируют магнитные поля, а также магнитные поля генерируют электрические токи. Ему приписывают создание первого двигателя, который стал важным изобретением, положившим начало промышленной революции.

Сталь — ферромагнитный материал

Технически сталь состоит в основном из железа, которое является ферромагнитным материалом. Например: сталь 1018, очень распространенная марка стали, на 98,81-99,26% состоит из железа. Другие ферромагнитные материалы включают никель-кобальт.

Почему одни материалы магнитные, а другие нет?

Все дело в элементах, содержащихся в материале. Возможно, вы узнали об орбитальных оболочках элементов на уроке химии и о том, как электроны собираются вокруг оболочек в ядре атома. Некоторые элементы, такие как гелий, радон и неон, заполнили электронные оболочки электронами, которые перемещаются одинаково во всех направлениях. Генерируемые ими токи уравновешиваются и не создают магнитного поля. Элементы с полной внешней электронной оболочкой или почти полной оболочкой не будут иметь притяжения к магнитному полю или очень слабое, которое может быть обнаружено только инструментами.

Другие элементы с наполовину заполненными оболочками будут иметь неспаренные электроны во внешней оболочке. В постоянном магните все эти электроны будут указывать в одном направлении, и их магнитные поля складываются, образуя магнитное поле. Для элементов, которые не являются постоянными магнитами, но являются такими же магнитными, как железо, их электроны будут указывать во всех направлениях, но все будут указывать в одном направлении при попадании в магнитное поле.

Чтобы узнать больше о физике, лежащей в основе магнетизма, и почему посмотрите это замечательное видео, созданное Minute Physics:

Нержавеющая сталь магнитная?

Это зависит от обстоятельств.Некоторые виды нержавеющей стали обладают магнитными свойствами, а некоторые — нет. Существует много различных типов нержавеющей стали, так как легированная сталь с содержанием хрома не менее 10,5% считается нержавеющей сталью. Ферритная нержавеющая сталь будет магнитной в результате высокой концентрации железа и молекулярной структуры, обеспечивающей магнетизм. Молекулярная структура аустенитной нержавеющей стали отличается в результате добавления более высокой концентрации хрома и никеля. В результате аустенитная сталь не ведет себя ферромагнитно, несмотря на высокую концентрацию ферромагнитных материалов.

Оцинкованная сталь магнитная?

Обычно да, оцинкованная сталь будет магнитной. Оцинкованная сталь имеет защитное покрытие из цинка, которое не влияет на магнитные свойства стали, железа или другого типа металла, который она защищает. Цинковое покрытие не будет улучшать магнитные свойства стали, но пока основной металл является магнитным, оцинкованная сталь в целом будет иметь магнитные свойства.

Стальные банки магнитные?

Да, поскольку стальные банки состоят из ферромагнитных элементов, таких как железо, стальные банки притягиваются магнитами, такими как постоянные магниты и электромагниты.Даже если материал не полностью состоит из ферромагнитных элементов, он все равно может обладать магнитными свойствами и подвергаться влиянию магнитов.

Весь металл магнитный?

Нет. На самом деле большинство металлических элементов, таких как серебро, титан и медь, не являются магнитными. В периодической таблице есть только три элемента, которые являются магнитными: никель, кобальт и железо, и это связано с их частично заполненными внешними электронными оболочками на d-орбиталях.