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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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Температура Кюри

Данная величина была названа в честь Пьера Кюри (1859-1906).

Магнетизм - температура Кюри

Температура Кюри - температура, при которой ферромагнитные материалы теряют постоянное магнитное поле. При этом магнетизм полностью исчезает.

Выше этой температуры материал ведет себя как парамагнетик. По мере повышения температуры молекулярное возбуждение постепенно нарушает упорядочение спинов. По мере достижения температуры Кюри упорядочение нарушается вследствие того что тепловая энергия превышает энергию магнитного взаимодействия.

Трудно точно измерить температуру Кюри. Во-первых, постоянное магнитное поле вокруг материала исчезает лишь частично. Во-вторых, температура Кюри сильно варьируется даже в зависимости от мизерного количеств загрязняющих веществ в материале.

Например, если магнит из материала AlNiCo нагревается выше соответствующей температуры Кюри (850 °C), он теряет свои ферромагнитные свойства. При этом он становится парамагнетиком. После охлаждения магнита постоянное магнитное поле не восстанавливается. Однако на небольших участках материала появятся новые магнитные поля, так называемые области Вейса (Weiss, 1865-1904), однако эти поля ориентированы в случайных направлениях, поэтому их векторная сумма не приводит к образованию внешнего магнитного поля. Тем не менее, магнит можно заново намагнитить.

Ферромагнитные элементы и сплавы с указанием температуры Кюри:

Материал Температура Кюри
Fe 770 °C
Co 1115 °C
Ni 354 °C
Gd 19 °C
AlNiCo 850 °C
Феррит 450 °C
Самарий-кобальт 750-825 °C
Nd-Fe-B 310-340 °C

 

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