Nie všetky železo je magnetické (magnetické prvky)

Tu je pre vás element factoid: Nie všetky železo je magnetický. allotrop je magnetický, ale keď teplota stúpa, takže zmeny formulárov b formy, magnetizmus zmizne, aj keď sa mriežka nezmení.

Kľúčové cesty: Nie všetky železo sú magnetické

Feromagnetizmus je mechanizmus, ktorým sú materiály priťahované k magnetom a vytvárajú permanentné magnety. Slovo v skutočnosti znamená železo-magnetizmus, pretože to je najznámejší príklad tohto javu a ten, ktorý vedci prvýkrát študovali. Feromagnetizmus je kvantová mechanická vlastnosť materiálu. Závisí to od jeho mikroštruktúry a kryštalického stavu, ktoré môžu byť ovplyvnené teplotou a zložením.

Kvantová mechanická vlastnosť je určená chovaním elektróny. Konkrétne látka potrebuje magnetický dipólový moment, aby sa stal magnetom, ktorý pochádza z atómov s čiastočne vyplnenými elektrónovými obalmi. Atómy naplnia elektrónové náboje nie sú magnetické, pretože majú čistý dipólový moment nula. Železo a iné prechodné kovy majú čiastočne vyplnené náboje elektrónov, takže niektoré z týchto prvkov a ich zlúčeniny sú magnetické. V atómoch magnetických prvkov sú takmer všetky dipóly zarovnané pod špeciálnu teplotu nazývanú Curieov bod. V prípade železa sa Curieov bod vyskytuje pri 770 ° C. Pod touto teplotou je železo feromagnetické (silne priťahované na magnet), ale nad ním železo mení svoju kryštalickú štruktúru a stáva sa paramagnetický (iba slabo ataktovaný na magnet).

Železo nie je jediný prvok, ktorý sa zobrazuje magnetizmus. Nikel, kobalt, gadolínium, terbium a dysprosium sú tiež feromagnetické. Magnetické vlastnosti týchto prvkov, podobne ako v prípade železa, závisia od ich kryštalickej štruktúry a od toho, či je kov pod Curieho bodom. a-železo, kobalt a nikel sú feromagnetické, zatiaľ čo y-železo, mangán a chróm sú antiferomagnetické. Lítny plyn je magnetický, keď je ochladený na menej ako 1 kelvin. Za určitých podmienok mangán, aktinidy (napr. plutónium a neptunium) a ruténium sú feromagnetické.

Kým magnetizmus sa najčastejšie vyskytuje v kovoch, vyskytuje sa aj zriedka v nekovoch. Medzi póly magnetu sa môže zachytiť napríklad tekutý kyslík! Kyslík má nepárové elektróny, čo mu umožňuje reagovať na magnet. Bór je ďalší nekov, ktorý sa zobrazuje paramagnetický príťažlivosť väčšia ako jej diamagnetické odpudenie.

Ocel je zliatina na báze železa. Väčšina foriem ocele vrátane nehrdzavejúcej ocele je magnetická. Existujú dva široké typy nehrdzavejúcej ocele, ktoré vykazujú rôzne štruktúry kryštálovej mriežky jeden od druhého. Feritické nehrdzavejúce ocele sú zliatiny železa a chrómu, ktoré sú feromagnetické pri izbovej teplote. Aj keď je normálne nemagnetizovaná, feritická oceľ sa magnetizuje v prítomnosti magnetického poľa a zostane magnetizovaná po určitú dobu aj po odstránení magnetu. Atómy kovov vo feritickej nehrdzavejúcej oceli sú usporiadané v latte zameranej na telo (bcc). Austenitické nehrdzavejúce ocele majú tendenciu byť nemagnetické. Tieto ocele obsahujú atómy usporiadané v kubickej mriežke zameranej na tvár (fcc).

Najobľúbenejší typ nehrdzavejúcej ocele, typ 304, obsahuje železo, chróm a nikel (každý je magnetický samostatne). Atomy v tejto zliatine však majú spravidla mrežu fcc, čo vedie k nemagnetickej zliatine. Typ 304 sa stáva čiastočne feromagnetickým, ak je oceľ ohnutá pri izbovej teplote.

Zatiaľ čo niektoré kovy sú magnetické, väčšina nie. Medzi kľúčové príklady patrí meď, zlato, striebro, olovo, hliník, cín, titán, zinok a bizmut. Tieto prvky a ich zliatiny sú diamagnetické. Medzi nemagnetické zliatiny patria mosadz a bronz. Tieto kovy slabo odpudzujú magnety, ale nie dosť často na to, aby bol účinok zrejmý.

Uhlík je silne diamagnetický nekov. V skutočnosti niektoré typy grafitových magnetov odpudzujú dosť silne, aby vznášali silný magnet.

• Devine, Thomas. "Prečo na niektorých nerezových oceliach nefungujú magnety?" Scientific American.