Waarom hebben sommige legeringen magnetische eigenschappen?

Sommige legeringen hebben magnetische eigenschappen omdat ze ijzer, nikkel of kobalt bevatten. Dit zijn ferromagnetische elementen.

Legeringen zijn mengsels van metalen en hun eigenschappen verschillen vaak van die van de samenstellende elementen. De magnetische eigenschappen van een legering zijn afhankelijk van de aanwezigheid en rangschikking van bepaalde elementen binnen de structuur ervan. De belangrijkste elementen die bijdragen aan de magnetische eigenschappen van een legering zijn ijzer, nikkel en kobalt. Deze staan ​​bekend als ferromagnetische elementen omdat ze kunnen worden gemagnetiseerd of aangetrokken door magneten.

Ferromagnetisme is een eigenschap die afhangt van de uitlijning van de atomen in het materiaal. In ferromagnetische materialen zijn de magnetische momenten van de atomen in dezelfde richting uitgelijnd, waardoor een sterk magnetisch veld ontstaat. Deze uitlijning is te wijten aan de interactie tussen de elektronen in de atomen. Elk elektron heeft een magnetisch moment vanwege zijn spin, en in ferromagnetische materialen zijn de spins van een groot aantal elektronen uitgelijnd, waardoor een sterk algemeen magnetisch veld ontstaat.

Wanneer een legering een of meer van deze ferromagnetische elementen bevat en de atomen zo zijn gerangschikt dat hun magnetische momenten op elkaar kunnen worden afgestemd, zal de legering magnetische eigenschappen hebben. Staal is bijvoorbeeld een legering van ijzer en koolstof, en het is magnetisch omdat het ijzeratomen bevat die zich kunnen uitlijnen om een ​​magnetisch veld te creëren. Op dezelfde manier is alnico een legering van aluminium, nikkel en kobalt, en wordt het gebruikt om sterke permanente magneten te maken.

Echter, niet alle legeringen die ferromagnetische elementen bevatten, zijn magnetisch. De rangschikking van de atomen en de aanwezigheid van andere elementen kunnen de magnetische eigenschappen beïnvloeden. Bijvoorbeeld, roestvrij staal is een legering van ijzer, koolstof en chroom, en het is niet magnetisch omdat de chroomatomen de uitlijning van de ijzeratomen verstoren. Daarom zijn de magnetische eigenschappen van een legering niet alleen afhankelijk van de samenstelling, maar ook van de atomaire structuur.