Az alumínium mágneses?

Sokan meglepődnek, amikor a mágnes nem tapad az alumíniumhoz. Még azt is gondolhatják, hogy valami baj van a mágnessel - vagy a fémmel. De ennek a viselkedésnek oka van.

Az alumínium nem mágneses abban az értelemben, ahogyan a legtöbb ember a mágnesességet érti. Nem vonzza a mágneseket, mert nem ferromágneses, hanem gyengén paramágneses.

A legtöbb ember soha nem gondol a mágnesesség különböző fajtáira. De annak megértése, hogy az alumínium miért viselkedik úgy, ahogyan viselkedik, azzal kezdődik, hogy megértjük, mit is jelent valójában a "mágneses" kifejezés.

Miért nem tapadnak a mágnesek az alumíniumhoz?

A legtöbb ember azt hiszi, hogy minden fém mágneses. Fognak egy hűtőmágnest, kipróbálják az alumíniumon, és semmi sem történik. Ez zavart okoz.

A mágnesek nem tapadnak az alumíniumhoz, mert az nem ferromágneses. A ferromágnesesség az a tulajdonság, amely a mágneseket az olyan anyagokhoz, mint a vas, ragasztja.

Az alumínium olyan atomokból áll, amelyek elektronjai úgy vannak elrendezve, hogy nem támogatják az erős mágneses igazodást. Ez különbözik a ferromágneses fémektől, ahol sok elektron egy irányba igazodik, és így erős mágneses mezőt hoz létre. Ezért van az, hogy egy mágnes könnyen megtapad a vason, de az alumíniumon nem.

Bár az alumínium fém, nem rendelkezik a ferromágnesességhez megfelelő atomszerkezettel. A "paramágneses" kategóriába tartozik. Ez azt jelenti, hogy gyengén reagál a mágneses mezőkre, de nem eléggé ahhoz, hogy mágnesek tapadjanak rá.

A mágnesesség típusainak összehasonlítása

Hasonlítsuk össze a mágnesesség három alapvető típusát, hogy megértsük, hova illik az alumínium:

Az alumínium paramágneses. Ez azt jelenti, hogy erős mágneses tér jelenlétében az elektronjai megpróbálnak egymáshoz igazodni, de csak kis mértékben és átmenetileg.

Még ekkor is olyan gyenge a hatás, hogy nem fogsz érezni semmilyen vonzást, vagy látni bármilyen mozgást a mágnesből. Ezért csúsznak le a mágnesek az alumíniumról, mintha semmi sem lenne ott.

Az alumínium bármilyen körülmények között mágnesessé válhat?

Az emberek néha elgondolkodnak azon, hogy az alumíniumot valahogyan mágnesessé lehetne-e tenni - talán kezeléssel, elektromossággal vagy extrém környezetben.

Az alumínium sem normál, sem szélsőséges körülmények között nem válhat tartósan mágnesessé. Erős mágneses mezőben gyenge mágneses igazodást mutathat, de a hatás azonnal megszűnik, amikor a mezőt megszüntetik.

Laboratóriumi körülmények között láttam, hogy az alumínium nagy mágneses mezőnek kitéve a mágnesezés jeleit mutathatja. De ez nagyon különbözik attól, hogy mágnesessé váljon, mint egy hűtőmágnes vagy állandó mágnes.

Ez egy átmeneti hatás. Amint a mező megszűnik, az anyag visszatér a nem mágneses állapotába.

Ezt a fajta átmeneti reakciót nevezzük "indukált paramágnesességnek". Más szóval, az alumínium csak akkor mutat mágneses viselkedést, amikor a mágneses mezőben van. Ezt a viselkedést nem tudja megtartani.

Amikor az alumínium mágnesesnek tűnik

Vannak olyan esetek, amikor az emberek úgy gondolják, hogy az alumínium mágnesessé válik:

• Elektromágneses indukció: Amikor az alumínium mágneses mezőben mozog (vagy fordítva), áramokat, úgynevezett örvényáramokat hozhat létre. Ezek mágneses hatásokat hozhatnak létre.
• Alacsony hőmérséklet: A paramágnesesség alacsonyabb hőmérsékleten kissé erősödik, de nem eléggé ahhoz, hogy az alumínium valóban mágneses legyen.
• Erős mágneses mezők: A hatás laboratóriumi berendezésekkel mérhető, de kézzel nem.

Mégis, ezek közül a forgatókönyvek közül egyik sem teszi az alumíniumot mágnesessé abban az értelemben, ahogyan az emberek általában gondolják. Abban a pillanatban, amikor ezek a feltételek megszűnnek, az alumínium elveszíti mágneses viselkedését.

Hogyan reagál az alumínium az erős mágneses mezőkre?

Egyesek azt gondolhatják, hogy az alumínium egyáltalán nem reagál a mágnesekre, de ez nem igaz.

Az alumínium erős mágneses mezőkben gyenge paramágneses viselkedést mutat. Átmenetileg összehangolja néhány elektronját, de a hatás nem állandó.

Ha egy alumíniumdarabot erős mágneses mezőbe helyezek, például egy MRI-készülék vagy egy ipari elektromágnes által keltett mágneses mezőbe, néhány elektronja kissé eltolja az irányát. Ezt a hatást a mágneses mezőhöz való igazodásnak nevezzük.

Ez a reakció azonban gyenge, és a mágnes eltávolításakor azonnal megszűnik. A vassal vagy a nikkelrel ellentétben az alumínium nem marad mágnesezett vagy válik magától mágnesessé.

Főbb jellemzők

Bontsuk le, hogyan viselkedik az alumínium:

• Lineáris válasz: A mágneses hatás közvetlenül a mágneses tér erősségével növekszik.
• Nincs megtartott mágnesesség: Amint a külső mező megszűnik, az alumínium visszatér a normális állapotba.
• Kézzel nem észlelhető: A változások észleléséhez érzékeny műszerekre van szükség.
• Nincsenek mágneses tartományok: Az alumínium nem rendelkezik a mágneses fémekben megfigyelhető, egymáshoz igazított atomok régióival.

Mágneses viselkedés összehasonlítása

Ezért használják az alumíniumot gyakran elektronikai és tudományos környezetben - nem zavarja a mágneses rendszereket. De azokon a területeken, ahol a pontosság kritikus, még a kis mágneses viselkedést is figyelembe kell venni.

Milyen gyakorlati hatásai vannak az alumínium paramágnesességének?

Az egy dolog, hogy az alumínium paramágneses - de számít-e ez a gyenge mágnesesség a való világban?

Az alumínium paramágnesessége a legtöbb mindennapi alkalmazásban kevéssé érvényesül, de a tudományos műszereknél és a nagy pontosságú mágneses környezetekben fontos szerepet játszik.

A legtöbb ember egyáltalán nem veszi észre az alumínium mágnesességét. Az építőiparban, a csomagolásban, a főzőedényekben és a szállításban az alumínium úgy viselkedik, mint egy nem mágneses anyag. Ezért használják oly sok iparágban.

De a nagy pontosságú területeken - mint például az MRI-készülékek, a mágneses lebegtető rendszerek vagy a részecskefizikai laboratóriumok - az alumínium paramágnesességét figyelembe kell venni. Enyhén megváltoztathatja a mágneses mezőket, vagy kis mértékben reagálhat, ha érzékeny műszerekbe helyezik.

Ahol számít

Bár a hatás csekély, az alumínium reakciójának kiszámíthatósága miatt hasznos. A mérnökök pontosan ki tudják számítani, hogyan fog viselkedni az alumínium, ami kritikus fontosságú a laboratóriumokban.

Következtetés

Az alumínium nem mágneses a hétköznapi értelemben. Nem vonzza a mágneseket, és nem is mágneseződik. Ehelyett gyengén paramágneses - az erős mágneses mezőkre enyhén reagál, de csak addig, amíg a mező jelen van. Ez teszi hasznossá mind a mindennapi, mind a fejlett műszaki környezetben.