Магнит и магнитное поле: почему притягивается только металл? .

Иногда случается так, что необходимо определить, из какого металла или сплава состоит монета. Первое, что приходит в голову — это обратить внимание на ее цвет. Но потом оказывается, что, например, желтая монета может быть сделана как из меди, латуни, никелево-медного сплава, так и из другого материала. Как же тогда быть? Распространенным методом проверки является использование магнита. Но для этого необходимо знать, медь магнитится или нет.

Медь не магнитится

Научная точка зрения

Чтобы определить, какие металлы не магнитятся, нужно выяснить, как все металлы вообще могут относиться к магнитам и магнитному полю. По отношению к внесенному магнитному полю все вещества делят на диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики.

Каждый атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Они непрерывно движутся, что создает магнитное поле. Магнитные поля электронов одного атома могут усиливать друг друга или уничтожать, что зависит от направления их движения. Причем скомпенсированы могут быть:

• Магнитные моменты, вызванные движением электронов относительно ядра – орбитальные.
• Магнитные моменты, вызванные вращением электронов вокруг своей оси – спиновые.

Если все магнитные моменты равны нулю, вещество относят к диамагнетикам. Если скомпенсированы только спиновые моменты – к парамагнетикам. Если поля не скомпенсированы – к ферромагнетикам.

Как определить нержавеющую сталь

Главное свойство нержавейки — химическая инертность, а вовсе не магнетизм. Если следовать логике, то в определении сплава такой тест должен быть первоочередным.

Самые простые испытания для выявления подделок:

• Капля медного купороса. Алгоритм основан на том, что железо активнее меди и вытесняет ее. Таким образом Fe+CuSO₄ = FeSO₄+Cu. Медь осядет на поверхности в виде красноватого налета.
• Хлорид натрия. Концентрированный раствор поваренной соли способен вывести на чистую воду сплав, не устойчивый к щелочам.

Физические методы:

• Теплопроводность легированной стали ниже, чем у углеродистой. Следовательно вода в такой посуде нагревается медленнее.
• Плотность соответствует заявленной. Закон Архимеда о вытесняемых жидкостях обрастает притчами: корона вытеснила меньший объем воды, чем слиток, который пошел на ее изготовление. Следовательно мастер разбавил золото медью.

По искрам:

• При сварке карбиды выгорают, а в нержавейке их меньше. Шлифовка болгаркой должна показать светлые белые искры.

Подобные способы помогут установить действительно ли изделие выполнено из нержавейки, но не определяют пищевую сталь или марку. Например AISI 204 выглядит как AISI 304, но не является полноценным аналогом. Из нее нельзя изготавливать конструкции, применяемые в морском климате. Для производства дымоходов используют жаростойкие сплавы, так как на них одновременно воздействует температура и продукты горения, имеющие кислотную природу.

Даже если изделие имеет отношение к нержавейке, срок его службы может значительно сократиться. Лучший из возможных вариантов: выбирать проверенных производителей, приобретать продукцию, имеющую сертификаты качества.

Парамагнетики и ферромагнетики

Рассмотрим вариант, когда у каждого атома вещества есть свое магнитное поле. Эти поля разнонаправлены и компенсируют друг друга. Если же рядом с таким веществом положить магнит, то поля сориентируются в одном направлении. У вещества появится магнитное поле, положительный и отрицательный полюс. Тогда вещество притянется к магниту и само может намагнититься, то есть будет притягивать другие металлические предметы. Так, например, можно намагнитить дома стальные скрепки. У каждой появится отрицательный и положительный полюс и можно будет даже подвесить целую цепочку из скрепок на магнит. Такие вещества называют парамагнитными.

Ферромагнетики – небольшая группа веществ, которые притягиваются к магнитам и легко намагничиваются даже в слабом поле.

Диамагнетики

У диамагнетиков магнитные поля внутри каждого атома скомпенсированы. В этом случае при внесении вещества в магнитное поле к собственному движению электронов добавится движение электронов под действием поля. Это движение электронов вызовет дополнительный ток, магнитное поле которого будет направлено против внешнего поля. Поэтому диамагнетик будет слабо отталкиваться от расположенного рядом магнита.

Итак, если подойти с научной точки зрения к вопросу, какие металлы не магнитятся, ответ будет – диамагнитные.

Распределение парамагнетиков и диамагнетиков в периодической системе элементов Менделеева

Магнитные свойства простых веществ периодично изменяются с увеличением порядкового номера элемента.

Вещества, не притягивающиеся к магнитам (диамагнетики), располагаются преимущественно в коротких периодах – 1, 2, 3. Какие металлы не магнитятся? Это литий и бериллий, а натрий, магний и алюминий уже относят к парамагнетикам.

Вещества, притягивающиеся к магнитам (парамагнетики), расположены преимущественно в длинных периодах периодической системы Менделеева – 4, 5, 6, 7.

Однако последние 8 элементов в каждом длинном периоде также являются диамагнетиками.

Кроме того, выделяют три элемента – углерод, кислород и олово, магнитные свойства которых различны у разных аллотропных модификаций.

К тому же называют еще 25 химических элементов, магнитные свойства которых установить не удалось вследствие их радиоактивности и быстрого распада или сложности синтеза.

Магнитные свойства лантаноидов и актиноидов (все они являются металлами) меняются незакономерно. Среди них есть и пара- и диамагнетики.

Выделяют особые магнитоупорядоченные вещества – хром, марганец, железо, кобальт, никель, свойства которых изменяются незакономерно.

Магнитные свойства металлов таблица – ooo-asteko.ru

В справочных таблицах дана удельная магнитная восприимчивостьχ некоторых пара- и диамагнитных тел, которая для изотропных тел определяется выражением:

χ = Y / H

где Y обозначает намагниченность 1г тела, а Н — напряженность внешнего намагничивающего поля.

Таблица магнитная восприимчивость χ для элементов

Твердые тела предполагаются в изотропном состоянии. Температуры (t °С) отвечают стоградусной шкале.

Таблица магнитная восприимчивость χ для некоторых соединений, органических и неорганических

Твердые тела предполагаются в изотропном состоянии. Температуры (t °С) отвечают стоградусной шкале.

_______________

Источник информации: КРАТКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК/ Том 1, — М.: 1960.

НЕМАГНИ́ТНЫЕ МАТЕРИА́ЛЫ

НЕМАГНИ́ТНЫЕ МАТЕРИА́ЛЫ, ма­те­риа­лы с низ­кой маг­нит­ной про­ни­цае­мо­стью ($μ⩽1,5$). Раз­ли­ча­ют диа- и па­ра­маг­нит­ные, сла­бо­фер­ро­маг­нит­ные и ан­ти­фер­ро­маг­нит­ные ма­те­риа­лы.

Стро­го го­во­ря, аб­со­лют­но не об­ла­даю­щих маг­нит­ны­ми свой­ст­ва­ми ма­те­риа­лов не су­ще­ст­ву­ет, т. к.

диа­маг­не­тизм – свой­ст­во, при­су­щее всем ве­ще­ст­вам, ко­то­рое в боль­шей или мень­шей сте­пе­ни мо­жет пе­ре­кры­вать­ся элек­трон­ным или ядер­ным па­ра­маг­не­тиз­мом, фер­ро­маг­не­тиз­мом или ан­ти­фер­ро­маг­не­тиз­мом.

К Н. м. от­но­сит­ся боль­шин­ст­во ме­тал­лов и спла­вов (в т. ч. ау­сте­нит­ные ста­ли и чу­гу­ны), а так­же боль­шин­ст­во по­ли­ме­ров и ком­по­зи­тов на их ос­но­ве, де­ре­во, стек­ло и мно­гие др. ма­те­риа­лы. Как кон­ст­рук­ци­он­ные ма­те­риа­лы наи­боль­шее рас­про­стра­не­ние, бла­го­да­ря вы­со­ким ме­ха­нич.

свой­ст­вам, из­но­со­стой­ко­сти и дол­го­веч­но­сти, по­лу­чи­ли ме­тал­лич. Н. м., гл. обр. не­маг­нит­ные ста­ли и чу­гу­ны, а так­же спла­вы ме­ди, алю­ми­ния, ти­та­на (напр., ни­ке­лид ти­та­на) и др.

Не­маг­нит­ность ста­лей и чу­гу­нов обес­печи­ва­ет­ся соз­да­ни­ем в них струк­ту­ры аусте­ни­та, что дос­ти­га­ет­ся со­от­вет­ст­ву­ю­щим ле­ги­ро­ва­ни­ем. Не­маг­нит­ные сталь и чу­гун ха­рак­те­ри­зу­ют­ся вы­со­ким удель­ным элек­три­че­ским со­про­тив­ле­ни­ем. Луч­ши­ми тех­но­ло­гич.

свой­ст­ва­ми об­ла­да­ют хро­мо­ни­ке­ле­вые не­маг­нит­ные ста­ли, вы­пус­кае­мые в ви­де лис­тов, про­воло­ки и лент. Ти­пич­ный со­став не­маг­нит­ной ста­ли: до 0,12% (по мас­се) $ce{C}$, до 0,8% $ce{Si}$, 1–2% $ce{Mn}$, 17–19% $ce{Cr}$, 11–13% $ce{Ni}$, ос­таль­ное – $ce{Fe};; μ$= 1,05–1,2.

Для де­та­лей слож­ной кон­фи­гу­ра­ции, от ко­то­рых не тре­бу­ет­ся вы­со­кой проч­но­сти, при­ме­ня­ют бо­лее де­шё­вые не­маг­нит­ные чу­гу­ны, удель­ное элек­трич. со­про­тив­ле­ние ко­то­рых (1,4–2,0 мкОм·м), как пра­ви­ло, боль­ше, чем у не­маг­нит­ных ста­лей (ок.

1 мкОм·м), что обес­пе­чи­ва­ет ма­лые по­те­ри энер­гии на вих­ре­вые то­ки в де­та­лях, ра­бо­таю­щих на пе­ре­мен­ном то­ке. Наи­бо­лее рас­про­стра­не­ны ни­кель-мар­ган­це­вые чу­гу­ны, со­дер­жа­щие (по­ми­мо $ce{Fe}$) 2,6–3,2% $ce{C}$, 5–7,5% $ce{Mn}$, 9–12% $ce{Ni}$, 2,5–3,5% $ce{Si}$ и до 1,1% $ce{P};; μ$=1,03–1,06. Н. м.

на ос­но­ве цвет­ных ме­тал­лов име­ют обыч­но бо­лее низ­кую маг­нит­ную про­ни­цае­мость, чем не­маг­нит­ные ста­ли и чу­гу­ны, хо­ро­шо об­ра­ба­ты­ва­ют­ся ре­за­ни­ем и дав­ле­ни­ем, од­на­ко их ме­ха­нич. свой­ст­ва не все­гда удов­ле­тво­ри­тель­ны, а элек­трич. со­про­тив­ле­ние ма­ло.

Н. м. при­ме­ня­ют для из­го­тов­ле­ния де­та­лей, ко­то­рые не долж­ны ока­зы­вать маг­нит­но­го влия­ния на ра­бо­чую сис­те­му из­ме­рит. ус­та­но­вок, при­бо­ров, ма­шин и ап­па­ра­тов. Из Н. м.

го­то­вят ко­роб­ки ком­па­сов, де­та­ли элек­тро­из­ме­рит.

при­бо­ров и ча­сов, не­маг­нит­ные пру­жи­ны, втул­ки и флан­цы (сквозь ко­то­рые про­хо­дят ка­бе­ли пе­ре­мен­но­го то­ка), стя­ги­ваю­щие бол­ты и ко­жу­хи транс­фор­ма­то­ров и элек­тро­ма­шин, спец. (не­маг­нит­ное) мед. обо­ру­до­ва­ние и др.

Какие металлы не магнитятся: список

Ферромагнетиков, то есть металлов, которые хорошо магнитятся, в природе существует всего 9. Это железо, кобальт, никель, их сплавы и соединения, а также шесть металлов- лантаноидов: гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий и тулий.

Металлы, притягивающиеся только к очень сильным магнитам (парамагнетики): алюминий, медь, платина, уран.

Поскольку в быту не встречаются настолько большие магниты, которые бы притянули парамагнетик, а также не встречаются металлы-лантаноиды, можно смело утверждать, что все металлы, кроме железа, кобальта, никеля и их сплавов не будут притягиваться к магнитам.

Итак, какие металлы не магнитятся к магниту:

• парамагнетики: алюминий, платина, хром, магний, вольфрам;
• диамагнетики: медь, золото, серебро, цинк, ртуть, кадмий, цирконий.

В целом можно сказать, что черные металлы притягиваются к магниту, цветные – не притягиваются.

Если говорить о сплавах, то сплавы железа магнитятся. К ним относят в первую очередь сталь и чугун. К магниту могут притянуться и драгоценные монеты, поскольку они изготовлены не из чистого цветного металла, а из сплава, который может содержать небольшое количество ферромагнетика. А вот украшения из чистого цветного металла к магниту не притянутся.

Что такое антикоррозийная сталь?

Сталь, которая не покрывается при эксплуатации ржавчиной, в народе называется нержавейкой. Ее получают из сплава железа с углеродом и различными легирующими добавками: никелем, хромом, ниобием, титаном. Каждый из этих компонентов усиливает или уменьшает определенные свойства сплава – магнитность, прочность, твердость, пластичность, коррозийность. Главное качество нержавеющей стали – сопротивление коррозии. Оно как раз и зависит от содержания в ней хрома.

Чем больше этого металла в сплаве, тем он меньше подвергается коррозии. Поэтому все стали, проявляющие стойкость к ржавлению, содержат хрома не менее 10,5%. Уникальность этого металла состоит в том, что, вступая в реакцию с кислородом, на поверхности изделия он создает оксидную пленку, которая препятствует реагированию сплава с агрессивными средами. Причем при повреждении поверхности, пленка образуется вновь после окисления хрома кислородом.

Щелочные металлы – САМЫЕ ОПАСНЫЕ и Активные Элементы! (Декабрь 2019).

Магниты – это материалы, которые создают магнитные поля, которые привлекают определенные металлы. У каждого магнита есть северный и южный полюс. Обратные полюса привлекают, в то время как полюса отталкиваются.

В то время как большинство магнитов изготовлены из металлов и металлических сплавов, ученые разработали способы создания магнитов из композиционных материалов, таких как магнитные полимеры.

Что создает магнетизм?

Магнетизм в металлах создается неравномерным распределением электронов в атомах некоторых металлических элементов.

Неравномерное вращение и движение, вызванные этим неравномерным распределением электронов, сдвигают заряд внутри атома назад и вперед, создавая магнитные диполи.

Когда магнитные диполи выравниваются, они создают магнитный домен, локализованную магнитную область с северным и южным полюсами.

В немагнитных материалах магнитные домены сталкиваются в разных направлениях, отменяя друг друга. В то время как в намагниченных материалах большинство этих доменов выровнены, указывая в том же направлении, что создает магнитное поле. Чем больше областей, которые выравнивают друг друга, тем сильнее магнитная сила.

Типы магнитов:

• Постоянные магниты (также известные как жесткие магниты) – это те, которые постоянно производят магнитное поле. Это магнитное поле вызвано ферромагнетизмом и является самой сильной формой магнетизма.
• Временные магниты (также известные как мягкие магниты) являются магнитными только при наличии магнитного поля.
• Электромагниты требуют, чтобы электрический ток проходил через их провода катушки, чтобы создать магнитное поле.

Развитие магнитов:

Греческие, индийские и китайские писатели задокументировали базовые знания о магнетизме более 2000 лет назад. Большая часть этого понимания была основана на наблюдении за влиянием магния (естественного магнитного минерала железа) на железо.

Ранние исследования магнетизма были проведены еще в XVI веке, однако развитие современных высокопрочных магнитов происходило не раньше 20-го века.

До 1940 года постоянные магниты использовались только в базовых приложениях, таких как компасы и электрические генераторы, называемые магнитосами. Разработка магнитов из алюминия и никеля-кобальта (Alnico) позволила постоянным магнитам заменить электромагниты в двигателях, генераторах и громкоговорителях.

Создание магнитов самария-кобальта (SmCo) в 1970-х годах создало магниты с вдвое большей магнитной плотностью энергии, чем любой ранее доступный магнит. Меньше более мощные магниты способствовали развитию многих известных нам электронных устройств.

К началу 1980-х годов дальнейшие исследования магнитных свойств редкоземельных элементов привели к открытию магнитов неодима и железа-бора (NdFeB).Магниты NdFeB снова привели к удвоению магнитной энергии над магнитами SmCo.

Магниты из редкой земли теперь используются во всем: от наручных часов и iPad до гибридных двигателей автомобилей и ветрогенераторов.

Магнетизм и температура:

Металлы и другие материалы имеют разные магнитные фазы, в зависимости от температуры окружающей среды, в которой они расположены. В результате металл может проявлять более одной формы магнетизма.

Железо, например, теряет свой магнетизм, становясь парамагнитным при нагревании выше 1418 ° F (770 ° C).

Температура, при которой металл теряет магнитную силу, называется ее температурой Кюри.

Железо, кобальт и никель – единственные элементы, которые в металлической форме имеют температуры Кюри выше комнатной температуры. Таким образом, все магнитные материалы должны содержать один из этих элементов.

Общие ферромагнитные металлы и их температуры кюри:

Источники: How Stuff Works, Inc. Как работают магниты. // science. Как это работает. ком / magnet1. HTM Wikipedia. Температура Кюри. // ru. википедия. орг / вики / Curie_temperature

Поисковый магнит на золото и серебро и его свойства

Обычно, мощные магниты предназначены для поиска драгоценных металлов. Реагирует поисковый магнит на золото и серебро, довольно сильно, и хоть в чистом виде найти их сложно, его мощности хватает подобрать с земли драгоценности и монеты. Основная цель всех поисковиков — клады, дорогие монеты, а иногда просто черный металл.

В статье опишется устройство магнита и основной принцип работы. Также разберется что именно с его помощью можно найти и как отыскать дорогостоящие сплавы. Подробно объяснится что такое ферромагнетики, парамагнетики и диамагнетики. Кроме того, будут даны ценные советы и рекомендации, которые значительно упростит поиск ценных предметов.

Притягивает ли магнит золото и серебро

Можно ли найти чистое золото или серебро, мощными магнитами. Нет, так как такие металлы являются диамагнетиками, то есть не притягиваются к магнитам. Но не все так плохо, благодаря всей мощности неодимового сплава, есть возможность достать некоторые украшения. Такие предметы, обычно имеют в себе лигатуру.

Данный сплав помогает драгоценным металлам, таким как золото или серебро, обретать определенные свойства. Например серебряные украшения не так темнеют, а украшения из золота имеют большую прочность. Но самое главное то, что лигатура позволяет примагничиваться, и дает возможность отыскивать различные сплавы.

Но и есть возможность найти чистое золото или серебро. В начале статьи говорилось о том, что можно найти железные шкатулки. Обычно украшения из золота или серебра хранят именно в таких футлярах. Так что ходя по чердаку или подобным ему местам, можно хорошо «озолотится», в прямом смысле этого слова.

Магнетические свойства различных металлов

Для того, чтобы отправится на охоту за ценными металлами нужно знать, что именно притянется к магниту. Так как металлы имеют разные магнитные свойства, а некоторые вообще не имеют. Их можно разделить на три группы:

Ферромагнетики являются металлами с одними из лучших магнитных свойств. Такие металлы хорошо магнитятся. К ним можно отнести черный металл.

Парамагнетики имеют обычные свойства, они охотно притягиваются к магниту, но не имеют функции намагничивания. К ним можно отнести некоторые сплавы бижутерии и несколько видов цветных металлов.

И наконец диамагнетики. Такие сплавы крайне сложно поддаются магнитному полю и сильно усложняют поиски действительно драгоценных вещей. К диамагнетикам относятсязолото, серебро, алюминий, патина и другие металлы который не берет даже самый сильный магнит.

Можно ли найти золото с помощью магнита

Как уже рассматривалось ранее украшения и монеты с золотом можно поднять, но очень проблематично.

Чистое золото достать магнитом невозможно.

Но если будут благоприятствовать разные факторы, такие как железная шкатулка или лежащие рядом парамагнетические драгоценности, то есть шанс отыскать его. В основном на магнит можно словить только украшения с содержанием золота, такие как браслеты, сережки и кольца. Лучшим местом для поисков является песчаный пляж, колодцы, а также морское или речное дно, где плавают большое количество людей.

Использование хромоникелевой стали

Антикоррозийная сталь 12Х18Н10Т принадлежит к экологически чистому и долговечному материалу. В состав хром-никелевого сплава, кроме основного компонента – железа, входит до 19% хрома, обеспечивающего ей сильные антикоррозийные свойства, и 11% никеля, которые переводят ее в класс аустенитов и придает гибкость, прочность и жаростойкость. Благодаря своим характеристикам она находит широкое применение. Многих интересует, сталь марки 12Х18Н10Т магнитится или нет? Она не является магнитной, как и все аустенитные сплавы, и находит применение в следующих отраслях промышленности:

• Химической – агрессивные кислоты: уксусная, азотная, фосфорная транспортируются по трубам из этой марки стали.
• Пищевой – молочной, мясной, алкогольной.
• Машиностроительной – изготовление деталей, контактирующих с кислотами и щелочами, производство сварной аппаратуры, коллекторов выхлопных систем.
• Нефтяной – для изготовления труб.

Кроме того, хромоникелевые сплавы используют в топливно-энергетическом секторе. Из них изготавливают печную арматуру, теплообменники.