Was ist Magnetismus?
Magnetismus ist eine physikalische Eigenschaft von Materialien, die ein Magnetfeld erzeugen oder durch magnetische Kräfte beeinflusst werden, wenn sie einem äußeren Magnetfeld ausgesetzt werden. Magnetismus entsteht durch die Bewegung und den Spin von Elektronen in einem Material, insbesondere durch die Anordnung ungepaarter Elektronenspins.
Das magnetische Verhalten verschiedener Materialien kann in mehrere Haupttypen eingeteilt werden:
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Ferromagnetismus
Ein Material, das auch ohne äußeres Magnetfeld starken Magnetismus aufweist. Dieser Magnetismus kommt vor allem bei den Elementen Eisen, Kobalt und Nickel vor.
In einem äußeren Magnetfeld können sich die magnetischen Momente in diesen Materialien spontan ausrichten und den Magnetismus beibehalten, selbst nachdem das äußere Feld entfernt wurde.
Ferromagnetische Materialien werden häufig bei der Herstellung von Magneten und elektrischen Komponenten verwendet.
Paramagnetismus
Ein Material, das von einem äußeren Magnetfeld schwach angezogen wird, der Magnetismus verschwindet jedoch, sobald das äußere Feld entfernt wird. Dieses Verhalten wird hauptsächlich bei Materialien wie Aluminium und Platin beobachtet.
Der Paramagnetismus ist relativ schwach und alltägliche Magnete ziehen diese Materialien normalerweise nicht an.
Paramagnetische Materialien werden im Allgemeinen nicht zur Herstellung von Magneten verwendet, haben aber spezielle Einsatzmöglichkeiten in Anwendungen wie der Magnetresonanztomographie (MRT).
Diamagnetismus
Ein Material, das auf ein äußeres Magnetfeld eine schwache, entgegengesetzte magnetische Reaktion zeigt. Diese Art von Magnetismus kommt bei Materialien wie Kupfer, Silber und Gold vor.
Alle Materialien weisen einen gewissen Grad an Diamagnetismus auf, der normalerweise durch andere magnetische Eigenschaften maskiert wird. Nur reine diamagnetische Materialien weisen einen signifikanten Diamagnetismus auf.
Der Diamagnetismus findet Anwendung in der Supraleitung und der Magnetschwebetechnik, da er Magnetfeldern vollständig widerstehen kann.
Antiferromagnetismus und Ferrimagnetismus
Antiferromagnetismus:In diesen Materialien heben sich die magnetischen Momente benachbarter Atome gegenseitig auf, so dass kein Nettomagnetismus entsteht.
Ferrimagnetismus:Ähnlich wie Antiferromagnetismus, aber die magnetischen Momente heben sich nicht vollständig auf, was zu einem gewissen Grad an Magnetismus führt.
Welche Metalle sind magnetisch?
Zu den magnetischen Metallen zählen hauptsächlich ferromagnetische und einige paramagnetische Metalle. Im Alltag sind die am häufigsten bekannten magnetischen Metalle Eisen, Kobalt und Nickel. Nachfolgend sind einige gängige magnetische Metalle aufgeführt:
- Eisen (Fe): Das gebräuchlichste ferromagnetische Metall, das häufig bei der Herstellung von Magneten und Motorgeräten verwendet wird.
- Kobalt (Co): Zeigt stabilen Ferromagnetismus und wird oft in Legierungen verwendet, um die magnetischen Eigenschaften zu verbessern.
- Nickel (Ni): Ein weit verbreitetes ferromagnetisches Metall, das in der Elektronik und bei der Münzherstellung häufig verwendet wird.
- Gadolinium (Gd): Dieses zeigt Ferromagnetismus bei niedrigen Temperaturen und wird in speziellen magnetischen Anwendungen genutzt.
- Aluminium (Al): Schwach paramagnetisch, kann aber von einem starken Magnetfeld leicht angezogen werden.
- Platin (Pt): Ebenfalls ein paramagnetisches Metall, das normalerweise nicht sichtbar magnetisch ist, aber unter dem Einfluss eines Magnetfelds leicht reagiert.
- Wolfram (W) und Molybdän (Mo): Diese Metalle sind außerdem paramagnetisch, das heißt, sie zeigen bei Zimmertemperatur fast keinen nennenswerten Magnetismus, können in extrem starken Feldern jedoch einen schwachen Magnetismus aufweisen.
- Stahllegierungen: Einige Stähle weisen aufgrund ihres Eisengehalts Magnetismus auf. Kohlenstoffarmer Stahl und bestimmte rostfreie Stähle zeigen unter dem Einfluss von Eisen Magnetismus.
- Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) und Samarium-Kobalt (SmCo): Diese Seltenerdlegierungen verfügen über einen extrem starken Magnetismus und werden zur Herstellung leistungsstarker Magnete verwendet, die häufig in Motoren, Lautsprechern und MRT-Geräten eingesetzt werden.
Zu den häufigsten magnetischen Metallen gehören Eisen, Kobalt, Nickel und deren Legierungen, die einen starken Magnetismus aufweisen und in der Industrie und Elektronik weit verbreitet sind. Metalle wie Aluminium und Platin, die einen schwachen Paramagnetismus aufweisen, werden im Allgemeinen nicht zur Herstellung von Magneten verwendet.
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