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(Ferro) Magnetismus

Bereits im Altertum entdeckte man, dass Magnetitkristalle einander je nach Orientierung anziehen oder abstoßen. Dieses physikalische Phänomen wird als Magnetismus bezeichnet. Magnetit ist, ebenso wie Magnesium nach Magnisia benannt, einer Region in Thessalien im alten Griechenland.

magnetische Trennung

Für den Magnetismus ist das vorhandene Eisen verantwortlich. Viele Eisenlegierungen weisen Magnetismus auf. Neben Eisen verfügen auch Nickel, Cobalt und Gadolinium über magnetische Eigenschaften.

Gegenstände, bei denen dieses Phänomen auftritt, werden Magnete genannt. Es gibt natürliche und künstliche Magnete (z. B. Alnico, Fernico, Ferrit). Alle Magneten haben zwei Pole, die Nordpol und Südpol genannt werden. Der Nordpol eines Magneten stößt den Nordpol eines anderen Magneten ab und zieht den Südpol des anderen Magneten an. Zwei Südpole stoßen einander ebenfalls ab.

Magnetgreifer

Weil auch die Erde über ein Magnetfeld, mit einem magnetischen Südpol in der Nähe des geografischen Nordpols und einem magnetischen Nordpol in der Nähe des geografischen Südpols, verfügt, wird ein frei drehender Magnet sich immer in Nord-Südrichtung ausrichten. Die Bezeichnungen der Pole eines Magneten sind hiervon abgeleitet. Übrigens wird der Einfachheit halber, aber trotzdem recht verwirrend, der Südpol des „Erdmagneten“ als magnetischer Nordpo bezeichnet und der Nordpol des „Erdmagneten“ als magnetischer Südpol.

Magnetfeld-N-S Magnetfeldlinien

Ein verwandtes Phänomen ist Elektromagnetismus, Magnetismus, der durch elektrischen Strom entsteht. Im Wesentlichen wird jeglicher Magnetismus durch sowohl rotierende als auch revoluierende elektrische Ladungen in Kreisströmen erzeugt.

Elektromagnetismus

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Curie temperature

The Curie temperature is named after Pierre Curie (1859-1906).

magnetism Curie temperature

The Curie temperature is the temperature above which ferromagnetic materials lose their permanent magnetic field; the magnetism completely disappears.

Above this temperature the material behaves paramagnetically. As the temperature rises, the molecular excitement gradually disrupts the spin alignment. When the Curie temperature is reached the alignment collapses because the thermal energy has exceeded the energy of the magnetic interaction.

It is difficult to measure the Curie temperature exactly. For one thing, the permanent magnetic field around the material only partly disappears. Secondly, the Curie temperature varies greatly based on even small quantities of contaminants in the material.

For example, if an AlNiCo magnet is heated above its Curie temperature of 850 °C, it will no longer be ferromagnetic. It then becomes paramagnetic. Once the magnet has cooled off again, the permanent magnetic field does not return. There will, however, be new magnetic fields present in small areas within the material, the so-called Weiss areas (Weiss 1865-1904), but these fields are aligned in random directions so their vector sum does not result in an external magnetic field. Nevertheless, it is possible to remagnetize the magnet.

The ferromagnetic elements and alloys with their Curie temperatures:

Material     Curie temp.
Fe     770°C
Co     1115°C
Ni     354°C
Gd     19°C
AlNiCo     850°C
Ferrite     450°C
Sm Cobalt     750-825°C
Nd-Fe-B     310-340°C

 

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