14 Arten von magnetischen Materialien, die Sie kennen müssen

ein anziehendes oder abstoßendes Feld. Gegenstände, die von einem Magneten angezogen werden, nennt man magnetische Materialien.

Auch hier gilt, dass nicht alle Materialien von Natur aus magnetisch sind. Es gibt bestimmte Arten von Materialien, die besondere Modifikationen erfordern. Gleichzeitig gibt es aber auch nichtmagnetische Materialien.

Hier sind einige gängige magnetische Materialien:

Arten von Magnetismus

1. Paramagnetismus

Paramagnetismus ist eine Form des Magnetismus, die von einem von außen erzeugten Magnetfeld schwach angezogen wird. Diese Art von Magnetismus kann nur von paramagnetischen Materialien ausgeübt werden. Paramagnetische Materialien bestehen aus permanenten atomaren Dipolen, die parallel zur Richtung des äußeren Feldes verlaufen.

Wenn das äußere Magnetfeld entfernt wird, verlieren paramagnetische Materialien ihre magnetischen Eigenschaften. Die ungepaarten Elektronen sind jedoch weiterhin vorhanden. Aufgrund ihrer geringen positiven Suszeptibilität werden paramagnetische Materialien von anderen Magneten angezogen, aber sie können keine anderen paramagnetischen Materialien anziehen.

Ein weiteres Merkmal des Paramagnetismus ist seine Temperaturempfindlichkeit. Ein Anstieg der Temperatur verringert die magnetischen Momente der Atome.

Ob ein magnetisches Material paramagnetisch ist oder nicht, kann man nur anhand seiner elektronischen Konfiguration feststellen. Ein paramagnetisches Material hat ungepaarte Elektronen (eine ungerade Anzahl von Elektronen). Einige Beispiele für Materialien, die paramagnetisch sind, sind Titan, Sauerstoff, Aluminium usw.

2. Ferromagnetismus

Ferromagnetismus ist eine Form des Magnetismus, bei der das magnetische Material andere magnetische Materialien anzieht oder von ihnen stark angezogen wird. Ein ferromagnetisches Material wird magnetisiert, wenn es einem äußeren Magnetfeld ausgesetzt wird. In stärkeren Magnetfeldern können ferromagnetische Materialien bis zur Sättigungsgrenze magnetisiert werden.

Das Entfernen eines externen Magnetfelds hebt ihre ferromagnetischen Eigenschaften nicht auf. Ferromagnetische Materialien reagieren auch empfindlich auf Temperaturen jenseits ihres Curie-Punktes. Jenseits dieses Punktes verlieren sie ihren Magnetismus. Beim Abkühlen gewinnen sie jedoch ihre magnetischen Eigenschaften zurück.

Die Anzahl der Atom-Ionen in einem ferromagnetischen Material erzeugt sogar ein Magnetfeld im Inneren des Materials. Daher haben ferromagnetische Materialien dauerhafte magnetische Momente. Einige Beispiele für ferromagnetische Materialien sind Kobalt, Nickel, Eisen und einige ihrer Legierungen.

3. Antiferromagnetismus

Antiferromagnetismus ist eine Form des Magnetismus, bei der die Atome innerhalb eines Materials gleichmäßig angeordnet sind, sich aber in die entgegengesetzte Richtung zu den benachbarten Atomen bewegen. Antiferromagnetische Materialien haben einzigartige Eigenschaften, die in Anwendungen wie Datenspeicherung, Sensoren und Spintronik genutzt werden können.

Wenn antiferromagnetische Materialien Temperaturen unterhalb des Neelpunkts ausgesetzt werden, verlieren sie ihre antiferromagnetischen Eigenschaften. Sie werden zu paramagnetischen Materialien.

Einige Beispiele für antiferromagnetische Materialien sind Eisenoxid, Manganoxid, Chrom, Kupfer(II)-oxid und Nickel(II)-oxid.

4. Ferrimagnetismus

Es gibt magnetisches Material mit:

• Kann andere Magnete anziehen
• Auch externe Magnetfelder können diese Materialien anziehen

Im Idealfall handelt es sich um einzigartige magnetische Materialien, die sowohl ferromagnetische als auch antiferromagnetische Eigenschaften aufweisen. Wenn sie extrem hohen Temperaturen (über der Curie-Temperatur) ausgesetzt werden, verlieren sie außerdem ihre äußeren magnetischen Eigenschaften.

Beim Abkühlen werden sie wieder ferrimagnetisch und damit permanent magnetisch.

Im Allgemeinen tritt Ferrimagnetismus hauptsächlich in Ferriten (eine Art magnetisches Oxid) auf. Einige Beispiele für ferrimagnetische Materialien sind Yttrium-Eisen-Granat, Trevorit, Magnesioferrit und Magnetit.

5. Diamagnetismus

Diamagnetismus ist eine Erscheinung, bei der einige Materialien, die einem äußeren Magnetfeld ausgesetzt sind, dazu neigen, sich von diesem Feld zu entfernen. Natürlich sind alle Materialien diamagnetisch. Einige Materialien haben jedoch stärkere magnetische Eigenschaften, die stärker sind als ihre diamagnetische Natur.

Diamagnetische Materialien weisen von Natur aus keine magnetischen Eigenschaften auf, sie stoßen lediglich ein äußeres Magnetfeld ab, indem sie es abstoßen.

Praktische Beispiele für magnetische Materialien

6. Eisen

Eisen ist ein dehnbares und verformbares Metall von grauer Farbe, das sowohl Wärme als auch Strom leiten kann. Eisen und seine Legierungen bilden starke Magnete und werden auch von anderen Magneten angezogen.

Ferromagnetische Materialien wie Eisen werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, z. B. in Transformatoren, Elektromotoren, Magnetspeichern, Generatoren usw.

7. Nickel

Nickel ist ein dehnbares und verformbares Metall mit hoher Korrosionsbeständigkeit. Es wird für die Herstellung von Münzen und Gasturbinen verwendet.

Nickel erhält seine magnetischen Eigenschaften durch die freien Elektronen in seiner äußersten Schale. Nickel gehört zu den ferromagnetischen Werkstoffen, weil es magnetische Stoffe sowohl anziehen als auch von ihnen angezogen werden kann.

8. Erbium

Erbium ist ein verformbares Material, das hauptsächlich zur Herstellung von Steuerstäben für Kernreaktoren verwendet wird.

Die magnetischen Eigenschaften von Erbium ändern sich in Abhängigkeit von der Temperatur. Bei Temperaturen über 85 K ist Erbium paramagnetisch. Bei Temperaturen zwischen 20 und 85 K ist Erbium antiferromagnetisch. Bei Temperaturen unter 20 K wird es ferromagnetisch.

9. Germanium

Germanium ist ein hartes, sprödes Metalloid mit einer kristallinen Struktur wie die von Diamant. Eine weitere einzigartige Eigenschaft von Germanium ist, dass es sich beim Gefrieren ausdehnt.

Germanium gehört zur Gruppe IV mit diamagnetischen Eigenschaften. Diese magnetischen Eigenschaften können sich jedoch in Abhängigkeit von der Temperatur ändern.

10. Terbium

Terbium ist ein duktiles Metall mit nur wenigen kommerziellen Anwendungen, da es teuer ist. Terbium weist bei Temperaturen bis 221 K ferromagnetische Eigenschaften auf. Bei Temperaturen über 228 K weist Terbium paramagnetische Eigenschaften auf.

11. Kobalt

Kobalt ist ein in Wasser und Luft stabiles Metall und wird hauptsächlich in Lithium-Ionen-Batterien verwendet. Außerdem wird es zur Herstellung von Hart- und Weichmagneten verwendet.

Kobalt ist ein ferromagnetisches Material, da es aufgrund seiner drei frei beweglichen Elektronen stark von anderen Magneten angezogen wird.

12. Neodym

Neodym ist ein hartes, silbriges Metall mit starken magnetischen Eigenschaften. Es ist ein ferromagnetisches Material; es wird von anderen Magneten magnetisiert. Neodym-Materialien sind die stärksten Magnete der Welt und können das 1.000-fache ihres eigenen Gewichts anziehen.

Neodym-Magnete werden in Anwendungen wie Kopfhörern, Mikrofonen und Lautsprechern eingesetzt.

13. Samarium

Samarium ist ein bei Raumtemperatur stabiles Metall und kommt in der Natur in einer silbrig-weißen Farbe vor. Samarium bildet in Verbindung mit Kobalt einen stärkeren Magneten. Samarium wird als Neutronenabsorber für Kernreaktoren und in Anwendungen mit Infrarotabsorption verwendet.

14. Magnetit

Magnetit ist eines der magnetischsten Materialien, die es gibt. Es ist auch als lodestone bekannt und kommt in der Natur in schwarzer, grauer Farbe vor. Magnetit wird vor allem bei der Herstellung von Stahl verwendet. Weitere Verwendungszwecke von Magnetit sind die Herstellung von Ammoniak, Farben und Keramiken usw.

Schlussfolgerung

Magnetismus ist ein natürlich vorkommendes Phänomen, und die meisten natürlich vorkommenden Metalle haben magnetische Eigenschaften. Einige Metalle haben jedoch stärkere magnetische Eigenschaften als andere, ferromagnetische Materialien sind stärkere Magnete.

Abgesehen von ferromagnetischen Materialien lassen sich andere magnetische Elemente im Allgemeinen nur im Labor mit Hilfe von Magnetdetektoren nachweisen. Auch Nicht-Metalle haben keine magnetischen Eigenschaften.