Περιεχόμενο
- Ο ορείχαλκος εναντίον του χαλκού
- Μαγνητικά Μέταλλα
- Μαγνητισμός και ορείχαλκος
- Μαγνήτες σπάνιας γης
- Μαγνητοθεωρητικά υγρά
Ο μαγνητισμός επηρεάζει τα σιδηρούχα ή σιδηρούχα μέταλλα όπως ο σίδηρος, το νικέλιο, το κοβάλτιο και ο χάλυβας. Ο ορείχαλκος είναι ένας συνδυασμός χαλκού και ψευδαργύρου, οπότε είναι τεχνικά μη σιδηρούχο και ανίκανο να μαγνητιστεί. Στην πράξη, ωστόσο, ορισμένα στοιχεία από ορείχαλκο περιέχουν τουλάχιστον ίχνη σιδήρου, επομένως ενδέχεται να μπορείτε να εντοπίσετε ένα ασθενές μαγνητικό πεδίο με ορείχαλκο, ανάλογα με το είδος.
Ο ορείχαλκος εναντίον του χαλκού
Ήδη από το 3000 π.Χ., τα μέταλλα στη Μέση Ανατολή γνώριζαν πώς να συνδυάζουν χαλκό με κασσίτερο για να δημιουργήσουν χαλκό. Επειδή ο ψευδάργυρος βρίσκεται μερικές φορές με μετάλλευμα κασσίτερου, περιστασιακά έκαναν ορείχαλκο - το οποίο είναι κράμα χαλκού και ψευδαργύρου - τυχαία.
Μέχρι τη Ρωμαϊκή Αυτοκρατορία, οι κλέφτες είχαν μάθει να λένε τη διαφορά μεταξύ μεταλλευμάτων κασσιτέρου και ψευδαργύρου και άρχισαν να κατασκευάζουν ορείχαλκο για χρήση σε νομίσματα, κοσμήματα και άλλα αντικείμενα. Ο ορείχαλκος δεν είναι μαγνητικός, αλλά είναι ισχυρότερος από τον χαλκό και αντιστέκεται στη διάβρωση, οπότε σήμερα χρησιμοποιείται για την κατασκευή σωλήνων, βιδών, μουσικών οργάνων και φυσίγγων πυροβόλων όπλων.
Λοιπόν, τι είναι πιο δύσκολο, ορειχάλκινο ή χάλκινο; Η απάντηση εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Η σύνθεση του κράματος και η επεξεργασία του κράματος κατά την κατασκευή επηρεάζουν την σκληρότητα του μετάλλου. Τα brass με υψηλότερα περιεχόμενα ψευδαργύρου έχουν για παράδειγμα μεγαλύτερη αντοχή και σκληρότητα. Σε γενικές γραμμές, ωστόσο, ο ορείχαλκος είναι μαλακότερος από χαλκό.
Μαγνητικά Μέταλλα
Ο σίδηρος, το νικέλιο, το κοβάλτιο και ο χάλυβας παρουσιάζουν μαγνητικές ιδιότητες. Η περιστροφή και η περιστροφή των ηλεκτρονίων σε αυτά τα υλικά δημιουργούν μικροσκοπικά μαγνητικά πεδία. Δεδομένου ότι οι μαγνητικές ιδιότητες αυτών των ατόμων δεν ακυρώνουν το ένα το άλλο, το υλικό εμφανίζει το συνολικό μαγνητισμό αυτών των φυσικά μαγνητικών μετάλλων.
Ορισμένα υλικά δεν εμφανίζουν μαγνητισμό εκτός εάν τοποθετούνται σε εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Αυτή η ιδιότητα ονομάζεται διαμαγνητισμός. Ο χαλκός, ενώ δεν είναι μαγνητικό μέταλλο, εμφανίζει διαμαγνητισμό όταν εκτίθεται σε ισχυρό μαγνητικό πεδίο.
Μαγνητισμός και ορείχαλκος
Ο μαγνητισμός είναι μια δύναμη που δημιουργείται από την κίνηση των ηλεκτρονίων. Σε σταθερό μαγνήτη, όπως αυτά που μπορεί να έχετε στο ψυγείο σας, τα ηλεκτρόνια ευθυγραμμίζονται κατά τέτοιο τρόπο ώστε να παράγουν ένα πεδίο που αντλεί σιδηρούχα μέταλλα και άλλους μαγνήτες σε αυτό.
Οι μαγνήτες μπορούν επίσης να δημιουργηθούν χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Τυλίξτε ένα χαλύβδινο καρφί σε σύρμα χαλκού και συνδέστε τα άκρα του καλωδίου σε μια μεγάλη μπαταρία. η ροή των ηλεκτρονίων θα μαγνητίσει το καρφί. Μπορείτε να δοκιμάσετε το ίδιο πείραμα με ένα ορειχάλκινο καρφί για να δείτε αν έχετε ένα μαγνητικό πεδίο, αλλά μην περιμένετε καμία τύχη δημιουργώντας έναν ορειχάλκινο μαγνήτη.
Ο ορείχαλκος αλληλεπιδρά με τους μαγνήτες. Όπως ο χαλκός, το αλουμίνιο και ο ψευδάργυρος, ο ορείχαλκος εμφανίζει διαμαγνητισμό όταν τοποθετείται σε μαγνητικό πεδίο. Ένα εκκρεμές ορείχαλκου που αιωρείται μέσα από ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο επιβραδύνεται. Ένας πολύ ισχυρός μαγνήτης που πέφτει μέσα από ένα σωλήνα ορείχαλκου (σωλήνες από χαλκό και αλουμίνιο επίσης) επιβραδύνεται λόγω των μαγνητικών δινορευτικών ρευμάτων (που ονομάζεται Effect Lenz) που δημιουργείται από τον πτώση του μαγνήτη. Ωστόσο, ο ορείχαλκος δεν διατηρεί καμία μαγνητική ιδιότητα όταν αφαιρείται από το μαγνητικό πεδίο.
Μαγνήτες σπάνιας γης
Ενώ οι τυποποιημένοι μαγνήτες είναι κατασκευασμένοι από σίδηρο ή κεραμικό υλικό που περιέχει σίδηρο, έχουν δημιουργηθεί πολύ πιο ισχυροί μαγνήτες χρησιμοποιώντας κράματα διαφόρων μετάλλων. Αυτοί οι μαγνήτες "σπάνιας γης" περιέχουν συνήθως νεοδύμιο, σίδηρο και βόριο, ακόμη και μικρά μπορούν να παράγουν ισχυρά αποτελέσματα όπως η δυνατότητα μετακίνησης μεταλλικών αντικειμένων μέσα από πολλές ίντσες ξύλου.
Οι μαγνήτες μπορούν να κατασκευαστούν με στοιχεία σπάνιων γαιών εκτός του νεοδυμίου, αλλά οι μαγνήτες νεοδυμίου είναι οι πιο ισχυροί μόνιμοι μαγνήτες που είναι γνωστοί. Εάν ένα ορειχάλκινο στοιχείο περιέχει αρκετό σίδηρο, μπορεί να προσελκύσει έναν μαγνήτη νεοδυμίου.
Μαγνητοθεωρητικά υγρά
Ένας από τους πιο περίεργους μαγνητικούς τύπους είναι αυτά που ονομάζονται μαγνητοθεωρητικά υγρά. Αυτά είναι υγρά - συνήθως κάποιο είδος πετρελαίου - που περιέχουν ρινίσματα σιδήρου ή άλλα σιδηρούχα μέταλλα. Όταν εκτίθεται σε μαγνητικό πεδίο, ένα μαγνητοθεωτικό υγρό θα γίνει στερεό.
Ανάλογα με τη δύναμη του μαγνητικού πεδίου, η μαγνητορολογική ουσία μπορεί να είναι αρκετά σκληρή ή μπορεί να είναι εύπλαστο, όπως ο πηλός, και να διαμορφώνεται σε μορφές. Όταν αφαιρεθεί το μαγνητικό πεδίο, ωστόσο, η ουσία επιστρέφει αμέσως σε υγρή κατάσταση.