Hvorfor har nogle legeringer magnetiske egenskaber?

Nogle legeringer har magnetiske egenskaber, fordi de indeholder jern, nikkel eller kobolt, som er ferromagnetiske elementer.

Legeringer er blandinger af metaller, og deres egenskaber er ofte forskellige fra deres komponentelementers egenskaber. De magnetiske egenskaber af en legering afhænger af tilstedeværelsen og arrangementet af visse elementer i dens struktur. Nøgleelementerne, der bidrager til en legerings magnetiske egenskaber, er jern, nikkel og kobolt. Disse er kendt som ferromagnetiske elementer, fordi de kan magnetiseres eller tiltrækkes af magneter.

Ferromagnetisme er en egenskab, der afhænger af justeringen af ​​atomerne i materialet. I ferromagnetiske materialer er atomernes magnetiske momenter justeret i samme retning, hvilket skaber et stærkt magnetfelt. Denne justering skyldes interaktionen mellem elektronerne i atomerne. Hver elektron har et magnetisk moment på grund af dets spin, og i ferromagnetiske materialer er spins af et stort antal elektroner justeret, hvilket skaber et stærkt samlet magnetfelt.

Når en legering indeholder et eller flere af disse ferromagnetiske elementer, og atomerne er arrangeret på en måde, der tillader deres magnetiske momenter at justere, vil legeringen have magnetiske egenskaber. For eksempel er stål en legering af jern og kulstof, og det er magnetisk, fordi det indeholder jernatomer, der kan justeres for at skabe et magnetfelt. På samme måde er alnico en legering af aluminium, nikkel og kobolt, og den bruges til at lave stærke permanente magneter.

Imidlertid er ikke alle legeringer, der indeholder ferromagnetiske elementer, magnetiske. Arrangementet af atomerne og tilstedeværelsen af ​​andre grundstoffer kan påvirke de magnetiske egenskaber. For eksempel er rustfrit stål en legering af jern, kulstof og krom, og det er ikke magnetisk, fordi kromatomerne forstyrrer jernatomernes justering. Derfor afhænger de magnetiske egenskaber af en legering ikke kun af dens sammensætning, men også af dens atomare struktur.