Магнитен ли е алуминият?

Опитайте се да залепите магнит върху алуминий - той се изплъзва. Но означава ли това, че той изобщо не е магнитен?

Алуминият се счита за немагнитен, тъй като при нормални условия не привлича магнити поради слабото си взаимодействие с магнитните полета.

Въпреки това има нещо повече от това, което се вижда на пръв поглед - особено когато се вгледаме по-дълбоко във физиката и материалознанието.

Какви магнитни свойства има алуминият?

Алуминият не се държи като желязото или никела, но това не означава, че няма магнитни свойства.

Алуминият е класифициран като парамагнитен, което означава, че има слаби и временни магнитни свойства, когато е изложен на външно магнитно поле.

Магнитни класификации

Съществуват три основни вида магнетизъм:

1. Феромагнитен: Силно привличане (напр. желязо, кобалт)
2. Парамагнетичен: Слабо, временно привличане (напр. алуминий, магнезий)
3. Диамагнитен: Слабо отблъскване (напр. мед, бисмут)

Алуминият е парамагнитен. Той леко се изравнява с магнитните полета, но ефектът е толкова слаб, че не се забелязва при ежедневна употреба.

Няма постоянен магнетизъм

След като външното магнитно поле бъде премахнато, алуминият се връща в първоначалното си състояние. Той не запазва намагнитването си, както желязото.

Защо алуминият се смята за немагнитен?

Когато казват, че нещо е "немагнитно", обикновено имат предвид, че то не се залепва за магнит.

Алуминият е обозначен като немагнитен, тъй като слабото му парамагнитно поведение е твърде слабо, за да се наблюдава без научни инструменти.

Липса на несдвоени електрони

Магнетизмът на металите често се дължи на несдвоените електрони в атомната им структура. При алуминия всички електрони са сдвоени, така че той не създава магнитно поле.

Кристална структура

Алуминият има лицевоцентрична кубична структура, която не поддържа подреждането на магнитните домейни. Това ограничава способността му да се намагнитизира.

Няма наблюдаема сила

Когато доближите магнит до алуминий, няма видима реакция. За потребителите и инженерите това означава, че в практическите приложения той се държи като "немагнитен" материал.

Може ли алуминият да стане магнитен при специални условия?

Да, но само временно и при екстремни условия.

Алуминият може да прояви по-силни магнитни ефекти при определени условия, като например много високи магнитни полета, криогенни температури или когато се движи спрямо магнитно поле.

Движещ се алуминий и вихрови течения

Когато алуминий се движи в магнитно поле, той създава кръгови електрически токове, наречени вихрови токове. Те генерират собствено магнитно поле, което отблъсква магнита. Този ефект се наблюдава при:

• Магнитни спирачни системи
• Индукционно нагряване
• Въртележки и влакове

Въпреки че материалът не е магнитен, движението му в магнитно поле го кара да "изглежда" магнитен.

Поведение при ниски температури

При температури, близки до абсолютната нула, алуминият проявява малко по-забележими парамагнитни ефекти, но все още не достатъчно, за да стане феромагнитен.

Не може да се магнетизира

Дори в екстремни лабораторни условия алуминият не може да задържи магнетизма. Той винаги се връща в първоначалното си, неутрално състояние.

Как да тестваме магнетизма на металите?

Не ви е необходима лаборатория, за да проверите дали даден метал е магнитен - само някои основни инструменти.

Можете да тествате магнетизма на даден метал с помощта на неодимов магнит, като проверявате за привличане или отблъскване, или с помощта на уредби за електромагнитна индукция за по-задълбочен анализ.

Прост тест с магнит

Приближете силен магнит (например неодимов) до метала:

• Ако се придържа трудно: Вероятно е феромагнитен
• Ако нищо не се случи: Може да бъде немагнитен или слабо парамагнитен

Изпитване на движението (вихрови течения)

Плъзнете магнит върху наклонена алуминиева повърхност. Ще усетите устойчивост или забавяне. Това показва генериране на вихрови токове - не магнетизъм, но все пак магнитно взаимодействие.

Използване на гаусов измерител

За по-точни резултати гаусов метър може да измерва магнитни полета в близост до метала. Той открива дали металът влияе на магнитното поле, дори и да не е привлечен.

Заключение

Алуминият е немагнитен при ежедневна употреба, но от научна гледна точка е класифициран като парамагнитен. Въпреки че не привлича магнити като желязото, той все пак взаимодейства с магнитните полета по уникален начин, особено когато се движи.