Le proprietà magnetiche dei materiali comuni svelate: Quello che non avete mai saputo
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Vi siete mai soffermati a pensare ai materiali che ci circondano e a cosa li fa comportare in determinati modi? Dal modo in cui lo schermo del vostro computer portatile si attacca al frigorifero con la sua custodia magnetica, al modo in cui lo swiper della vostra carta di credito interagisce con la vostra carta di credito, le proprietà magnetiche giocano un ruolo fondamentale nella nostra vita quotidiana. In questo articolo, approfondiremo le proprietà magnetiche di materiali comuni che potrebbero sorprendervi.
Approfondimento (sottovoci H2)
Alcuni materiali perdono le loro proprietà magnetiche nel tempo?
La maggior parte delle persone sarebbe sorpresa di sapere che alcuni materiali subiscono cambiamenti nelle loro proprietà magnetiche nel corso del tempo. Questo può essere un problema nelle applicazioni in cui il comportamento magnetico è essenziale. Uno degli esempi più comuni è l'acciaio inossidabile. Esposto al calore, l'acciaio inossidabile subisce un processo noto come ricottura magnetica. Poiché il processo di ricottura può ridurre significativamente la forza magnetica dell'acciaio, molti produttori adottano precauzioni per riscaldare gli articoli in un'atmosfera che minimizzi tale interferenza. Allo stesso modo, in leghe di alluminioelementi come il rame o lo zinco possono ridurre la loro forza complessiva modificando le proprietà magnetiche nel tempo.
Come si previene la perdita delle proprietà magnetiche dell'acciaio inossidabile?
I produttori dispongono di alcune strategie per contrastare questo fenomeno; un metodo consiste nell'utilizzare un riscaldamento specifico. processiche riducono significativamente l'impatto del riscaldamento sulle variazioni delle proprietà magnetiche. Inoltre, i ricercatori studiano altre alternative in cui una piccola quantità di additivi riduce drasticamente la suscettibilità. Un esempio di questo tipo è stato mostrato da nuovi campioni di acciaio con l'aggiunta di combinazioni di Fe-Co. Sebbene presentino delle sfide e una notevole complessità nei processi di produzione, questi materiali funzionano meglio di molti materiali tradizionali.
I tipi di acciaio sono ugualmente magnetici?
Non tutti i tipi di acciaio reagiscono allo stesso modo quando vengono esposti ai campi magnetici. Altre variabili che determinano la forza di magnetizzazione di un acciaio, dal contenuto di carbonio alle variazioni di lega, svolgono un ruolo importante. In generale, il carbonio più raffinato aggiunto all'acciaiopiù debole è il suo magnetismo intrinseco e la sua forza magnetica. Questo fa sì che l'acciaio ferromanganese puro presenti maggiori proprietà magnetiche. Il carbonio impiega molto tempo a depositarsi nel tessuto molecolare, diminuendo la forza e la suscettibilità complessiva molto più rapidamente. Di conseguenza, il manganese puro non è molto magnetizzato nelle applicazioni moderne, mentre l'acciaio è meno potente se non viene ulteriormente modificato.
Come si misurano i livelli di magnetismo dell'acciaio?
La forza magnetica dipende fortemente dalla sua capacità di reagire a una sorgente di campo esterna, mostrando una forza misurata in Oersteds e altre unità fisiche. Per ottenere e quantificare la suscettibilità magnetica effettiva, i ricercatori impiegano metodi per valutare accuratamente il ferromagnetismo dei materiali. Quanto più consistente risulta, tanto più alto è il valore della suscettibilità.
Fattori che rendono i materiali meno magnetici
- Le rocce di magnetite sono molto meno magnetiche di alcuni pigmenti magnetici o di particolari tipi di ossido di ferro.
- Presenza di Magnesio possono avere diverse conseguenze indesiderate. In genere, possono far sembrare la superficie più liscia al tatto.
- In genere altri elementi rari diminuiscono naturalmente le proprietà ferromagnetiche come questa quando vengono incorporati nelle comuni leghe di acciaio.
Il metallo magnetico, un puzzle continuo
Perché gli elementi non ferrici presenti nei metalli magnetici sono così pochi?
Lo studio delle proprietà magnetiche è complicato, poiché spesso l'impatto di un particolare materiale non ferroso varia in modo imprevedibile in base alla combinazione molecolare di elementi non comuni in una lega. Gli scienziati ricorrono quindi a studi di laboratorio e a sperimentazioni approfondite per identificare le caratteristiche sconosciute, utilizzando una miscela specifica di additivi chimici che agiscono in modo simile come possibili catalizzatori.