Tout le fer n'est pas magnétique (éléments magnétiques)

Voici un élément factoïde pour vous: pas tous le fer est magnétique. le une allotrope est magnétique, mais lorsque la température augmente de sorte que le une apporter des modifications à la b forme, le magnétisme disparaît même si le réseau ne change pas.

Points clés à retenir: tout le fer n'est pas magnétique

Le ferromagnétisme est le mécanisme par lequel les matériaux sont attirés par les aimants et forment des aimants permanents. Le mot signifie en fait le magnétisme du fer parce que c'est l'exemple le plus familier du phénomène et celui que les scientifiques ont étudié en premier. Le ferromagnétisme est une propriété mécanique quantique d'un matériau. Cela dépend de sa microstructure et de son état cristallin, qui peuvent être affectés par la température et la composition.

La propriété mécanique quantique est déterminée par le comportement de électrons. Plus précisément, une substance a besoin d'un moment dipolaire magnétique pour être un aimant, qui provient d'atomes avec des couches d'électrons partiellement remplies. Les atomes remplis de coquilles d'électrons ne sont pas magnétiques car ils ont un moment dipolaire net de zéro. Le fer et les autres métaux de transition ont des enveloppes d'électrons partiellement remplies, donc certains de ces éléments et leurs composés sont magnétiques. Dans les atomes d'éléments magnétiques, presque tous les dipôles s'alignent au-dessous d'une température spéciale appelée point de Curie. Pour le fer, le point de Curie se situe à 770 ° C. En dessous de cette température, le fer est ferromagnétique (fortement attiré par un aimant), mais au-dessus, le fer change de structure cristalline et devient paramagnétique (seulement faiblement attiré par un aimant).

Le fer n'est pas le seul élément qui s'affiche magnétisme. Le nickel, le cobalt, le gadolinium, le terbium et le dysprosium sont également ferromagnétiques. Comme pour le fer, les propriétés magnétiques de ces éléments dépendent de leur structure cristalline et si le métal est en dessous de son point de Curie. Le fer α, le cobalt et le nickel sont ferromagnétiques, tandis que le fer γ, le manganèse et le chrome sont antiferromagnétiques. Le gaz de lithium est magnétique lorsqu'il est refroidi en dessous de 1 kelvin. Sous certaines conditions, manganèse, les actinides (par exemple, le plutonium et le neptunium) et le ruthénium sont ferromagnétiques.

Alors que le magnétisme se produit le plus souvent dans les métaux, il se produit également rarement dans les non-métaux. L'oxygène liquide, par exemple, peut être piégé entre les pôles d'un aimant! L'oxygène a des électrons non appariés, ce qui lui permet de réagir à un aimant. Le bore est un autre non-métal qui affiche paramagnétique attraction supérieure à sa répulsion diamagnétique.

L'acier est un alliage à base de fer. La plupart des formes d'acier, y compris l'acier inoxydable, sont magnétiques. Il existe deux grands types d'aciers inoxydables qui présentent des structures cristallines cristallines différentes l'une de l'autre. Les aciers inoxydables ferritiques sont des alliages fer-chrome ferromagnétiques à température ambiante. Bien qu'il ne soit pas magnétisé normalement, l'acier ferritique se magnétise en présence d'un champ magnétique et reste magnétisé pendant un certain temps après le retrait de l'aimant. Les atomes métalliques de l'acier inoxydable ferritique sont disposés dans une latte centrée sur le corps (bcc). Les aciers inoxydables austénitiques ont tendance à être non magnétiques. Ces aciers contiennent des atomes disposés dans un réseau cubique (fcc) à face centrée.

Le type d'acier inoxydable le plus populaire, le type 304, contient du fer, du chrome et du nickel (chacun magnétique à lui seul). Pourtant, les atomes de cet alliage ont généralement la structure de réseau fcc, résultant en un alliage non magnétique. Le type 304 devient partiellement ferromagnétique si l'acier est plié à température ambiante.

Alors que certains métaux sont magnétiques, la plupart ne le sont pas. Les exemples clés incluent le cuivre, l'or, l'argent, le plomb, l'aluminium, l'étain, le titane, le zinc et le bismuth. Ces éléments et leurs alliages sont diamagnétiques. Les alliages non magnétiques comprennent laiton et bronze. Ces métaux repoussent faiblement les aimants, mais généralement pas assez pour que l'effet soit perceptible.

Le carbone est un non-métal fortement diamagnétique. En fait, certains types d'aimants en graphite repoussent assez fortement pour faire léviter un aimant puissant.

• Devine, Thomas. "Pourquoi les aimants ne fonctionnent-ils pas sur certains aciers inoxydables?" Scientifique américain.