Door Claire Gillespie | 6 mei 2023 02:21 EST

Wittayayut/iStock/GettyImages

TL;DR

Magneten hechten zich aan metalen die sterke magnetische eigenschappen bezitten, voornamelijk ijzer, nikkel en kobalt. Metalen zoals aluminium, messing, koper en lood zijn zwakmagnetisch of niet-magnetisch, dus magneten blijven er niet aan plakken.

Hoe magneten werken

Een magneet is een stuk materiaal dat andere magnetische voorwerpen kan aantrekken of afstoten. De aarde zelf gedraagt ​​zich als een gigantische magneet, met een noordzoekende en een zuidzoekende pool omgeven door een magnetisch veld. Op atomair niveau draaien elektronen rond de kern, waardoor kleine magnetische momenten ontstaan. Bij de meeste materialen heffen deze momenten elkaar op, maar bij bepaalde metalen komen ze op één lijn, waardoor een netto magnetisch effect ontstaat.

Klassen magnetische materialen

Diamagnetisch

Diamagnetische stoffen hebben geen permanent magnetisch moment; ze produceren een zwak afstotend effect wanneer ze worden blootgesteld aan een magnetisch veld. Voorbeelden hiervan zijn koper, water en bismut.

Paramagnetisch

Paramagnetische materialen hebben ongepaarde elektronen die uitgelijnd zijn met een extern veld, waardoor een zwakke aantrekkingskracht ontstaat. Veel voorkomende paramagneten zijn aluminium, magnesium en titanium.

Ferromagnetisch

Ferromagnetische metalen bevatten grote aantallen uitgelijnde magnetische momenten, waardoor ze sterk door magneten worden aangetrokken. Belangrijke voorbeelden zijn ijzer, nikkel, kobalt en de meeste staallegeringen. Sommige ferromagneten zijn “magnetisch zacht” (gemakkelijk gemagnetiseerd en gedemagnetiseerd), terwijl andere “magnetisch hard” zijn en permanent magnetisme behouden.

Metalen die magneten aantrekken

Dit zijn de klassieke ferromagnetische metalen:ijzer, kobalt, nikkel, staal (meestal ijzer), mangaan, gadolinium en natuurlijke magneet. Legeringen zoals AlNiCo (aluminium, nikkel, kobalt) en zeldzame aardmetalen (samarium-neodymium) zijn ontworpen als permanente magneten. Hun kristalstructuur houdt magnetische domeinen op hun plaats, hoewel hitte of corrosie deze uitlijning kunnen verstoren.

Metalen die geen magneten aantrekken

Aluminium, messing, koper, goud, lood en zilver zijn van nature niet-magnetisch of slechts zwak magnetisch. Zelfs een kleine toevoeging van ijzer kan een normaal niet-magnetisch metaal magnetiseren. Roestvast staal is een speciaal geval:austenitisch roestvast staal (hoog nikkelgehalte) is niet-magnetisch, terwijl ferritisch roestvast staal (hoog chroomgehalte) magnetisme behoudt.

Elektromagneten en geïnduceerde velden

Wanneer een sterk magnetisch veld vereist is, worden elektromagneten gebruikt. Door elektrische stroom door een geleider te spoelen ontstaat een magnetische dipool die kan worden afgestemd door de stroom aan te passen. Deze methode is onafhankelijk van de intrinsieke magnetische eigenschappen van het metaal en maakt het mogelijk extreem krachtige velden te creëren.