磁化できる材料

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• 磁気特性
• 強磁性材料
• 常磁性材料
• 合金材料

多くの材料には磁気特性と磁化能力があります。磁気特性を持つ2つのクラスの材料は、常磁性材料と強磁性材料です。これらの材料は、磁石に引き寄せられる自然の磁気特性を持っています。常磁性体は磁石に弱く引き付けられ、強磁性体は磁石に強く引き付けられます。これらの特性は、どの材料が強く磁化され、何が弱い磁化しかできないかを決定する亜原子構造に由来します。

磁気特性

•••ライアンマクベイ/フォトディスク/ゲッティイメージズ

材料の磁化を可能にするものの核心は、電子が材料原子の核の周りを回転する亜原子構造にあります。回転する電子は、双極子と呼ばれる磁場を作成します。双極子は、通常の棒磁石のように、北極と南極の両方を持っています。電子の大部分が同じ方向に回転すると、材料は磁化される可能性があります。ただし、材料の電子の大部分が同じ方向に回転しない場合、反対に回転する電子が互いに個々の磁場を中和するため、磁化される可能性が低くなります。電子の大部分が同じ方向に回転し、強く磁化できる材料の例は鉄です。電子の大部分が同じ方向に回転せず、弱くしか磁化できない材料の例はアルミニウムです。

強磁性材料

•••Comstock / Comstock / Getty Images

原子の亜原子構造により、鉄、ニッケルガドリニウム、コバルトなどの強磁性材料は、磁石に自然に引き付けられます。通常、これらの材料は、永久磁石として磁化されるために、強力な磁場の影響下で、高温で加熱した後に冷却するなどのプロセスを経る必要があります。材料を磁石でなでたり、ハンマーでたたいたりするような物理的な方法は、これらの材料を一時的な磁石にすることができます。両方の物理プロセスにより、材料の電子誘導磁場が互いに整列します。

常磁性材料

•••Jupiterimages / Comstock / Getty Images

常磁性体は、同じ方向に回転する比較的少数の自由電子のみで構成される常磁性体の亜原子構造のため、磁石に弱く引き付けられます。したがって、銅、アルミニウム、プラチナ、ウランなどの常磁性材料は、強磁性材料で作られたものよりもはるかに弱い磁石になります。

合金材料

強磁性材料と常磁性材料の合金は、磁化される可能性によって異なる場合があります。たとえば、ニッケルは強磁性体ですが、5セントのピースは磁石に引き付けられません。米国の5セント硬貨は、20パーセントのニッケルと80パーセントの銅の合金です。ステンレス鋼は、強磁性鉄とクロムおよび他の多くの常磁性材料との合金であるため、磁石に引き付けられない材料の別の例です。

ただし、強磁性体と常磁性体の合金の中には強力な磁石を作るものがあります。 1つの例はアルニコです。これは、1つの形式では、強磁性金属の鉄、ニッケル、コバルトと常磁性材料のアルミニウムと銅で構成されています。