Ποια στοιχεία δεν είναι σιδηρομαγνητικά, αλλά οι μαγνητικές τους ιδιότητες αλλάζουν όταν συνδυάζονται μεταξύ τους χημικά ή σωματικά σε κράματα;
Στοιχεία που δεν είναι σιδηρομαγνητικά (μόνοι τους):
* Μη μέταλλα: Αυτά γενικά στερούνται τα μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια που απαιτούνται για τον σιδηρομαγνητισμό. Παραδείγματα περιλαμβάνουν οξυγόνο, άζωτο, θείο, φωσφόρο, χλώριο, βρώμιο, ιώδιο.
* Μερικά μέταλλα: Ενώ πολλά μεταβατικά μέταλλα είναι σιδηρομαγνητικά, μερικά δεν είναι. Παραδείγματα περιλαμβάνουν:
* Χαλκός (Cu): Ενώ ο χαλκός είναι καλός αγωγός, τα ηλεκτρόνια του είναι ζευγαρωμένα, εμποδίζοντας τον σιδηρομαγνητισμό.
* χρυσό (AU): Παρόμοια με το χαλκό, τα ηλεκτρόνια του χρυσού είναι ζευγαρωμένα.
* ψευδάργυρος (zn): Η διαμόρφωση ηλεκτρονίων του ψευδαργύρου δεν διαθέτει τα μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια που απαιτούνται για τον σιδηρομαγνητισμό.
* αλουμίνιο (al): Αν και το αλουμίνιο είναι καλός αγωγός, δεν διαθέτει την απαραίτητη διάταξη ηλεκτρονίων για τον σιδηρομαγνητισμό.
Πώς συνδυάζει τα στοιχεία αλλάζει μαγνητικές ιδιότητες:
* κράμα: Όταν δύο ή περισσότερα στοιχεία συνδυάζονται για να σχηματίσουν ένα κράμα, το προκύπτον υλικό μπορεί να έχει σημαντικά διαφορετικές μαγνητικές ιδιότητες από τα αρχικά στοιχεία. Αυτό οφείλεται σε διάφορους παράγοντες:
* Αλλαγές διαμόρφωσης ηλεκτρονίων: Το κράμα μπορεί να μεταβάλει τη διαμόρφωση ηλεκτρονίων των συστατικών ατόμων, επηρεάζοντας τη διαθεσιμότητα των μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων και την ικανότητά τους να ευθυγραμμίζονται.
* Κρυσταλλική δομή: Η διάταξη των ατόμων στο κρυσταλλικό πλέγμα του κράματος διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στον προσδιορισμό των μαγνητικών ιδιοτήτων.
* Δομή ζώνης: Τα επίπεδα ενέργειας των ηλεκτρονίων στο κράμα μπορούν να αλλάξουν, επηρεάζοντας τη μαγνητική συμπεριφορά.
Παραδείγματα κραμάτων με μεταβαλλόμενες μαγνητικές ιδιότητες:
* κράματα νικελίου-χαλκού (CUNI): Ενώ ούτε το νικέλιο (NI) ούτε ο χαλκός (Cu) είναι σιδηρομαγνητικές από μόνοι τους, ορισμένα κράματα παρουσιάζουν σιδηρομαγνητικές ιδιότητες λόγω της αλλοιωμένης διαμόρφωσης ηλεκτρονίων και της κρυσταλλικής δομής.
* κράματα Heusler: Αυτά τα κράματα, που συχνά περιέχουν μαγγάνιο (MN), κοβάλτιο (CO) και αλουμίνιο (AL) ή άλλα στοιχεία, μπορεί να είναι σιδηρομαγνητικά, παρόλο που κανένα από τα συστατικά στοιχεία δεν είναι σιδηρομαγνητικά ξεχωριστά.
* κράματα Iron-Nickel (FENI): Αυτά τα κράματα, γνωστά ως permalloy, είναι εξαιρετικά διαπερατά και μαλακά μαγνητικά υλικά. Έχουν πολύ χαμηλότερη συνειδητότητα (το μαγνητικό πεδίο που απαιτείται για να τους απομαγνητικοποιήσει) από το καθαρό σίδερο.
Βασικές εκτιμήσεις:
* μαγνητική παραγγελία: Οι μαγνητικές ιδιότητες των κραμάτων δεν είναι μόνο για το αν είναι σιδηρομαγνητικές ή όχι. Εξαρτάται επίσης από τον τύπο της μαγνητικής παραγγελίας που υπάρχει (σιδηρομαγνητική, αντιφαρομαγνητική, φεριμαγνητική).
* Θερμοκρασία: Οι μαγνητικές ιδιότητες μπορούν επίσης να επηρεαστούν από τη θερμοκρασία. Ορισμένα κράματα παρουσιάζουν διαφορετική μαγνητική συμπεριφορά σε διαφορετικές θερμοκρασίες.
Συνοπτικά: Ενώ πολλά στοιχεία δεν είναι σιδηρομαγνητικά μεμονωμένα, ο συνδυασμός τους σε κράματα μπορεί να οδηγήσει σε συναρπαστικές αλλαγές στις μαγνητικές ιδιότητες λόγω μεταβολών στη διαμόρφωση ηλεκτρονίων, την κρυσταλλική δομή και τη δομή της ζώνης. Τα προκύπτοντα κράματα μπορούν να παρουσιάσουν σιδηρομαγνητισμό, παραμαγνητισμό ή άλλη μαγνητική συμπεριφορά ανάλογα με τα συγκεκριμένα στοιχεία και τις αναλογίες τους.
