Явными магнитными свойствами обладают такие металлы как
Обновлено: 06.05.2024
Медь также не имеет электромагнитного поля. Однако этот сплав намного прочнее, чем чашка. При постукивании образца о зуб, чистая медь оставляет следы, а бронза и латунь — нет.
Медь магнитится к магниту
Иногда необходимо определить, из какого металла или сплава сделана монета. Первое, что приходит на ум, — обратить внимание на его цвет. Но, например, желтая монета может быть изготовлена из меди, латуни, никель-медных сплавов или других материалов. Каким же он должен быть? Распространенным методом проверки является использование магнита. Однако для этого необходимо знать, является ли медь магнитной или нет.
Каждый атом имеет значение, называемое общим магнитным моментом, который определяется движением электронов по орбите. Магнитный момент определяет величину чувствительности вещества к магнитным полям. Все металлы можно разделить на три группы:.
- Диамагнетики — вещества с отрицательной магнитной восприимчивостью, т. е. не магнитятся. Сюда относятся: цинк, золото, медь и другие.
- Парамагнетики — имеют положительное значение магнитной восприимчивости, но невысокое. Это магний, платина, хром, алюминий и другие. Магнитятся, но слабо.
- Ферромагнетики — это вещества, которые обладают сильной восприимчивостью к магнитному полю. Сюда относятся: никель, кобальт, железо, некоторые редкоземельные металлы, сплавы железа и другие.
Медь таблицы Менделеева.
Сплавы и их магнитные свойства
Медь не магнитится. Если вам попалась монета, которая выглядит как медная, но обладает магнитными свойствами, то, скорее всего, это сплав. Такие сплавы содержат не более 50% меди. Это может быть намеренным, но магнитные свойства может проявлять медь, из которой не были удалены примеси.
Каждому необходимо хотя бы минимальное знание магнитных свойств металлов. В большинстве случаев этого достаточно для определения меди — медные предметы не прилипают к магнитам.
Все дети знают, что металлы притягиваются к магнитам. Ведь они никогда не вешали магнит на металлическую дверцу холодильника или письмо с магнитом на специальную доску. Однако класть ложку на магнит — это непривлекательно. Но ложка тоже сделана из металла, так почему бы и нет? Теперь давайте выясним, какие металлы не магнитятся.
Научная точка зрения
Чтобы определить, какие металлы не являются магнитными, необходимо понять, как все металлы в целом относятся к магнитам и магнитным полям. По отношению к наведенному магнитному полю все вещества различают как антимагнитные, парамагнитные и ферромагнитные.
Каждый атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Они постоянно движутся, что создает магнитное поле. Магнитные поля электронов в атоме могут усиливать или уничтожать друг друга, в зависимости от направления их движения. И они могут быть компенсированы:.
- Магнитные моменты, вызванные движением электронов относительно ядра – орбитальные.
- Магнитные моменты, вызванные вращением электронов вокруг своей оси — спиновые.
Если все магнитные моменты равны нулю, вещество считается магнитом. Если скомпенсированы только спиновые моменты, он называется парамагнитным. Если магнитное поле не скомпенсировано, то такой магнит называется железным.
Принцип его работы основан на генерации магнитного поля за счет движения электронов. В целом, электрон является простейшим магнитом. А все заряженные частицы в движении образуют магнитное поле. Если есть много движущихся частиц и они движутся вокруг оси, создается объект с магнитными свойствами.
Ферромагнетики
Ферромагнитные объекты — это вещества, которые могут намагничиваться при приближении к магниту. Как это произошло?
Неспаренные электроны вращаются вокруг каждого ядра атома в таком веществе. Магнитное поле этих электронов не компенсируется. Эти вещества — железо, никель, гадолиний, кобальт, диспрозий, гольмий и тербий.
Ферромагнитные вещества притягиваются к магнитам и легко намагничиваются.
Парамагнетики
В пароварке все магнитные моменты каждого человека смещены. Когда такое вещество вносят в магнит, все магнитные поля выравниваются в одном направлении. Он имеет собственное магнитное поле с отрицательными и положительными полюсами. Такое вещество может притягиваться к магниту, намагничиваться и притягивать металлические предметы.
Диамагнетики
В диагенетике компенсируется только спиновый момент. Если такой материал приближается к магниту, орбитальный магнитный момент дополняется движением электронов под действием внешнего магнитного поля. Это создает дополнительный ток, который ориентирован против магнитного поля снаружи, так что магнит отталкивается от него.
Таким образом, говоря научным языком, металлы, которые не являются магнитами магнитов, являются магнитными, и их каталог включает литий и бериллий.
Эстент экспериментировал с магнитными стрелками и проводниками и заметил следующие особенности Эвакуация энергии, направленной на стрелу, действует немедленно и начинает обходить ее.
Если металл — нержавеющая сталь, его трудно отличить по внешним признакам. Как мы выяснили, магниты не всегда имеют смысл. Это оставляет только один вариант — химический анализ образца в лабораторных условиях. Это не всегда приемлемо, поэтому остается доверять ведущим производителям и их надежным торговым представителям. В других местах не следует выбирать изделия из нержавеющей стали.
Метод испытания магнитной нержавеющей стали для стальных сплавов применяется с помощью подручных веществ. Для этого небольшую часть образца царапают блестящим покрытием. Поверхность увлажняется каплей серной кислоты плотности. Если эффект химической реакции напоминает обычную медь с характерным красноватым цветом, то объект изготовлен из нержавеющей стали. Однако только один лаборант может ответить, можно ли использовать данный предмет для хранения продуктов питания.
В этом видеоролике показан простой способ определения устойчивости нержавеющей стали к коррозионным процессам.
Коротко о главном
Нержавеющая сталь — это отделанная сталь. Это означает, что он дополняется различными добавками, которые изменяют его первоначальные свойства.
Сплавы характеризуются повышенной коррозионной стойкостью и другими условиями эксплуатации.
В зависимости от типа используемых добавок меняется структура металла и, следовательно, его способность намагничиваться.
Если в состав входят ферритовые компоненты, то во время нагрева может происходить перенос магнитных сталей.
Нержавеющие стали используются во многих отраслях промышленности, включая магнитную и немагнитную посуду, отделку помещений и другие применения.
Пожалуйста, напишите в комментариях, что вы думаете — какая посуда лучше: из нержавеющей стали, чугунная, керамическая или другие варианты?
Если все магнитные моменты равны нулю, вещество считается магнитом. Если скомпенсированы только спиновые моменты, он называется парамагнитным. Если магнитное поле не скомпенсировано, то такой магнит называется железным.
Магнитно-твердые материалы
Магнитно-жесткие материалы используются для изготовления постоянных магнитов. Эти материалы должны отвечать следующим требованиям
- обладать большой остаточной индукцией;
- иметь большую максимальную магнитную энергию;
- обладать стабильностью магнитных свойств.
Самым недорогим материалом для постоянных магнитов является углеродистая сталь (0,4-1,7% углерода, остальное железо). Магниты из углеродистой стали обладают низкими магнитными свойствами и быстро теряют их под воздействием тепла, ударов и вибрации.
Письменные стали обладают лучшими магнитными свойствами и чаще, чем углеродистые стали, используются в постоянных магнитах. В состав этих сталей входят хром, тангенс, кобальт и кобальт.
Для изготовления постоянных магнитов были разработаны сплавы железо — никель — алюминий. Эти сплавы очень твердые и хрупкие и могут быть подвергнуты только шлифовке. Эти сплавы обладают очень высокими магнитными свойствами и высокой магнитной энергией на единицу емкости.
В таблице 1 приведен синтез некоторых магнитотвердых материалов для постоянных магнитов.
Химический состав магнитно-связанных материалов
| Наименование материала | Химический состав в весовых процентах | Относительный вес на единицу магнитной энергии |
| Углеродистая сталь Хромистая сталь Вольфрамовая сталь Кобальтовая сталь Кобальто-молибденовая сталь Альни Альниси Альнико Магнико | 0,45 C остальное Fe 2 – 3 Cr; 1 C 5 W; 1 C 5 – 30 Co; 5 – 8 Cr; 1,5 – 5 W 13 – 17 Mo; 10 – 12 Co 12,5 Al; 25 Ni; 5 Cн 14 Al; 34 Ni; 1 Si 10 Al; 17 Ni; 12 Co; 6 Cн 24 Co; 13 Si; 8 Al; 3 Cн | 26,7 17,2 15,8 5,1 – 12,6 3,8 3,6 3,4 3,1 1 |
Распределение парамагнетиков и диамагнетиков в периодической системе элементов Менделеева
Магнитные свойства простых материалов регулярно изменяются при увеличении числа элементов.
Вещества, которые не притягиваются магнитом (диаметр), в основном кратковременны — 1, 2 и 3. Какие минералы не являются магнитными? Это литий и бериллий, в то время как натрий, магний и алюминий уже считаются парамагнитными.
Вещества, притягивающие магниты (парамагнетики), в основном находятся в длинных периодах менделеевских журналов — 4, 5, 6 и 7.
Однако последние восемь элементов каждого долговременного элемента также являются магнитными.
Кроме того, существуют три элемента — углерод, кислород и олово, магнитные свойства которых изменяются при различных гомологических модификациях.
Кроме того, существует 25 химических веществ, магнитные свойства которых не были определены либо из-за их радиоактивности и быстрой деградации, либо из-за сложности их синтеза.
Магнитные свойства лантанидов и акинобиантов (всех металлов) изменяются неравномерно. Среди них есть как парамагнитные, так и диамагнитные.
Некоторые особо магнитные вещества — это хром, марганец, железо, кобальт и никель, свойства которых изменяются неравномерно.
Магнитные материалы, материалы с низкой магнитной проницаемостью ($m⩽1.5$). Различают антимагнитные и парамагнитные, слабое железо и антимагнитные материалы.
В магнитных материалах магнитное поле внутри каждого индивидуума аннулируется. В этом случае при внесении материала в магнитное поле к собственному движению электронов добавляется движение электронов под воздействием электронов. Это движение электронов вызывает дополнительный ток, магнитное поле которого противостоит внешнему магнитному полю. Следовательно, диамагнит отталкивается от соседних магнитов.
Поэтому, если подойти к вопросу о том, какие металлы являются немагнитными, с научной точки зрения, то ответ будет магнитным.
Кислота
Для успешного эксперимента достаточно раствора лимонной кислоты или лимонного сока. Если металл подвергается воздействию более агрессивной кислоты, достигается более интенсивный эффект. Суть решения та же, что и в случае с Vitriol или Alkali. Наружная обработка оставляет пятна на алюминиевых поверхностях. Нержавеющая сталь не вступает в реакцию с кислотами.
Кто действительно разбирается в электричестве — то, что я видел на днях, — это фокус или естественное явление?
Разве алюминий не является в принципе немагнитным? Это белое железо, но отличается от обычного железа именно своими немагнитными свойствами. Он также весит немного меньше.
Был такой умный человек по имени Никола Тесла. Он понимал, что такое настоящее и электромагнитные поля, но давно умер.
Они что-то говорили о высокочастотной магнитной индукции, которая вызывает вихревое поле в алюминии, который реагирует на магнитное поле и притягивает его, как игла компаса.
Если это алюминий, то он не магнитится.
Это белое железо, но немагнитная природа железа — это то, что отличает его от простого железа».
Физика! Цитата: серия цветных цветных металлов SMVT представляет собой горизонтальный непрерывный пленкообразователь, состоящий из натяжного барабана и магнитного ротора. Барабан и магнитный ротор имеют автономные скоростные двигатели. Принцип работы сепаратора заключается в вызове энергии проводящего цветного металла (EMF) через вращающееся магнитное поле. Это взаимодействие возникает в соответствии с физико-химическими свойствами отделяемого цветного металла, в зависимости от различных орбит, на которые попадает материал. Используя различные траектории движения металла и количество костного материала, их разделяют. Следует помнить, что все железистые включения должны быть удалены до того, как материал попадет в зону сепарации. Все искусственные материалы, древесина и другие неметаллические материалы отделяются в процентном соотношении от остатков.
Кроме того, существует 25 химических веществ, магнитные свойства которых не были определены либо из-за их радиоактивности и быстрой деградации, либо из-за сложности их синтеза.
Литература
- Джексон, Дж. Классическая электродинамика: Пер. с англ. Мир, 1965.
- Ландау, Л. Д., & Лифшиц, Е. М. (1941). Теория поля. Москва; Ленинград: Государственное издательство технико-теоретической литературы.
- Сивухин, Д. В. «Общий курс физики. Том 3. Электричество.» Москва, издательство “Наука”, главная редакция физико-математической литературы (1977).
- Яворский, Б. М., and А. А. Детлаф. «Справочник по физике.» (1990).
- Кириченко Н.А. Электричество и магнетизм. Учебное пособие. — М.: МФТИ, 2011. — 420 с.
Девять ферромагнитных, или намагниченных, металлов намагничиваются. Это железо, кобальт, никель и их сплавы и соединения, а также шесть минералов лазанида — гадолинио, тербио, недоступный, олимо, эльбио и трио.
Металлы, притягивающиеся только к очень сильным магнитам (парамагнитные): алюминий, медь, платина и уран.
Можно с уверенностью сказать, что все металлы, кроме железа, кобальта, никеля и их сплавов, не притягиваются к магнитам, поскольку нет достаточно больших магнитов, чтобы притянуть парамагнетизм, и нет потенциальных металлов дома.
Наше преимущество
Отходы цветных металлов и благоприятные условия имеют высокую стоимость.
Какой металл не магнитится
Автор Марина Сивцова задал вопрос изданию Natural Science
Какие металлы не притягиваются магнитами? И я получил лучший ответ
Ответ Евгения М. ГуруВсе диамагниты не притягивают магниты, а скорее отталкивают их. Это минералы с прямым магнитным полем, например, Cu-бронза, Au-золото, Zn-серебро, Hg-гидра, Ag-серебро, Cd-кадми, Zr-цирконий. Однако парамагнитные металлы, такие как алюминий, притягиваются к магнитам. Просто, если они не находятся в ферромагнитной фазе, это притяжение очень слабое и отсутствие органов не воспринимается. Типичным примером является алюминий. При комнатной температуре он находится не в ферромагнитной, а в обычной парамагнитной фазе. Поэтому простое держание его в руке и приближение к магниту не воспринимается как притяжение. Однако если подвесить алюминий рядом с магнитом на длинной струне, то струна немного отклоняется в вертикальном направлении.
Как я заметил, эта валюта была уменьшена Московским монетным двором (ММД).
Магнит и магнитное поле: почему притягивается только металл? .
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.
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.
| Элементы | t (°С) | χ-10β |
| Азот | 18 | -0,34 |
| Алюминий | 18 | +0,65 |
| Аргон | 18 | -0,48 |
| Барий | 20 | +0,91 |
| Висмут | 18 | -1,38 |
| 260 | -1,02 | |
| Водород | 18 | -1,98 |
| Вольфрам | 16 | +0,28 |
| Гелий | 18 | -0,47 |
| Золото | 18 | -0,15 |
| -256,6 | -0,13 | |
| Иридий | 25 | +0,14 |
| 200 | +0,17 | |
| 450 | -0,20 | |
| 850 | -0,26 | |
| 1150 | +0,31 | |
| Кадмий | 18 | -0,18 |
| Калий | 20 | +0,52 |
| Кальций | 20 | +1.10 |
| Кислород | 20 | +106,2 |
| Кислород жидкий | -195 | +259,6 |
| Кислород твердый | -240 | +60 |
| Кремний | 20 | -0,13 |
| Литий | 16 | +0,50 |
| Магний | 18 | +0,55 |
| Магний жидкий | 700 | +0,55 |
| Марганец | 22 | +9,9 |
| Медь | 18 | -0,085 |
| Молибден | 18 | +0,04 |
| Натрий | 18 | +0,51 |
| Неон | 18 | -0,33 |
| Олово | 18 | +0,025 |
| Олово серое | 18 | -0,35 |
| Олово жидкое | 400 | -0,036 |
| Палладий | 18 | +5,4 |
| 200 | +4,6 | |
| 750 | +2,6 | |
| 1230 | +1,7 | |
| Платина | 18 | -1,10 |
| 250 | -0,66 | |
| 700 | -0,45 | |
| 1220 | +0,30 | |
| Ртуть | 18 | -0,19 |
| Ртуть твердая | —80 | -0,15 |
| Свинец | 16 | -0,11 |
| Свинец жидкий | 330 | -0,08 |
| Сера ромб | 18 | -0,49 |
| Сера жидкая | 113 | -0,49 |
| 220 | -0,49 | |
| Серебро | 16 | -0,20 |
| Сурьма | 16 | -0,87 |
| Сурьма жидкая | 800 | -0,49 |
| Тантал | 18 | +0,87 |
| 820 | +0,77 | |
| Углерод алмаз | 18 | -0,49 |
| 400 | -0,51 | |
| 1200 | -0,56 | |
| Углерод графит | 20 | -3,5 |
| -170 | -6,0 | |
| 600 | -2,0 | |
| 1000 | -1,3 | |
| Фосфор белый | 20 | -0,90 |
| Хлор жидкий | -60 | -0,57 |
| Хром | 18 | +3,6 |
| 1100 | +4,2 | |
| Цинк | 18 | -0,157 |
| Цинк жидкий | 450 | -0,09 |
| Эрбий | 18 | +22 |
Таблица магнитная восприимчивость χ для некоторых соединений, органических и неорганических
_______________
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) $ce$, до 0,8% $ce$, 1–2% $ce$, 17–19% $ce$, 11–13% $ce$, остальное – $ce;; μ$= 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 $ce$) 2,6–3,2% $ce$, 5–7,5% $ce$, 9–12% $ce$, 2,5–3,5% $ce$ и до 1,1% $ce;; μ$=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.
Естественнонаучные исследования
Эрстед, проводя эксперименты с магнитной стрелкой и проводником, приметил следующую особенность: разряд энергии, направленный в сторону к стрелке, мгновенно на нее действовал, и она начинала отклоняться.
Стрелка всегда отклонялась, с какой бы стороны он не подошел.
Продолжать многократные эксперименты с магнитом стал физик из Франции Доминик Франсуа Араго, взяв за основу трубку из стекла, перемотанную металлической нитью, посередине этого предмета он установил железный стержень. С помощью электричества, находившееся внутри железо начинало резко намагничиваться, из-за этого стали прилипать различные ключи, но стоило отключить разряд, и ключи сразу падали на пол. Исходя из происходящего физик из Франции Андре Ампер, разработал точное описание всего происходящего в этом эксперименте.
Когда магнит притягивает к себе металлические предметы, это кажется волшебством, но в действительности «волшебные» свойства магнитов связаны всего лишь с особой организацией их электронной структуры. Поскольку электрон, вращающийся вокруг атома, создает магнитное поле, все атомы являются маленькими магнитами; однако в большинстве веществ неупорядоченные магнитные эффекты атомов уравновешивают друг друга.
Магнитная цепочка
Касание конца магнита к металлическим скрепкам приводит к возникновению у каждой скрепки северного и южного полюса. Эти полюса ориентируются в том же направлении, что и у магнита. Каждая скрепка стала магнитом.
Бесчисленные маленькие магнитики
Некоторые металлы имеют кристаллическую структуру, образованную атомами, сгруппированными в магнитные домены. Магнитные полюса доменов обычно имеют различное направление (красные стрелки) и не оказывают суммарного магнитного воздействия.
Образование постоянного магнита
Обычно магнитные домены железа ориентированы бессистемно (розовые стрелки), и естественный магнетизм металла не проявляется. Если к железу приблизить магнит (розовый брусок), магнитные домены железа начинают выстраиваться вдоль магнитного поля (зеленые линии). Большинство магнитных доменов железа быстро выстраивается вдоль силовых линий магнитного поля. В результате железо само становится постоянным магнитом.
Магнитно-твердые материалы применяются для изготовления постоянных магнитов. Эти материалы должны отвечать следующим требованиям:
Самым дешевым материалом для постоянных магнитов является углеродистая сталь (0,4 – 1,7 % углерода, остальное – железо). Магниты, изготовленные из углеродистой стали, обладают невысокими магнитными свойствами и быстро теряют их под влиянием нагрева, ударов и сотрясений.
Легированные стали обладают лучшими магнитными свойствами и применяются для изготовления постоянных магнитов чаще, чем углеродистая сталь. К таким сталям относятся хромистая, вольфрамовая, кобальтовая и кобальто-молибденовая.
Для изготовления постоянных магнитов в технике разработаны сплавы на основе железа – никеля – алюминия. Эти сплавы отличаются высокой твердостью и хрупкостью, поэтому они могут обрабатываться только шлифованием. Сплавы обладают исключительно высокими магнитными свойствами и большой магнитной энергией в единице объема.
В таблице 1 приведены данные о составе некоторых магнитно-твердых материалов для изготовления постоянных магнитов.
Химический состав магнитно-твердых материалов
| Наименование материала | Химический состав в весовых процентах | Относительный вес на единицу магнитной энергии |
| Углеродистая сталь Хромистая сталь Вольфрамовая сталь Кобальтовая сталь Кобальто-молибденовая сталь Альни Альниси Альнико Магнико | 0,45 C остальное Fe 2 – 3 Cr; 1 C 5 W; 1 C 5 – 30 Co; 5 – 8 Cr; 1,5 – 5 W 13 – 17 Mo; 10 – 12 Co 12,5 Al; 25 Ni; 5 Cн 14 Al; 34 Ni; 1 Si 10 Al; 17 Ni; 12 Co; 6 Cн 24 Co; 13 Si; 8 Al; 3 Cн | 26,7 17,2 15,8 5,1 – 12,6 3,8 3,6 3,4 3,1 1 |
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.
Какие металлы не магнитятся. Какие металлы не магнитятся
Какие драгоценные металлы Магнитятся?
Магнитное поле с определенным уровнем своей напряженности (Н) действует на помещенные в него тела таким образом, что намагничивает их. При этом интенсивность такого намагничивания, которая обозначается буквой J, прямо пропорциональна напряженности поля. В формуле, по которой вычисляется интенсивность намагничивания определенного вещества (J = ϞH), также учитывается коэффициент пропорциональности Ϟ – магнитная восприимчивость вещества.
В зависимости от значения данного коэффициента все материалы могут входить в одну из трех категорий:
- парамагнетики – коэффициент Ϟ больше нуля;
- диамагнетики – Ϟ равен нулю;
- ферромагнетики – вещества, магнитная восприимчивость которых отличается значительной величиной (такие вещества, к которым, в частности, относятся железо, кобальт, никель и кадмий, способны активно намагничиваться, даже будучи помещенными в слабые магнитные поля).
Направления действия магнитных моментов соседних атомов в веществах различной магнитной природы
Магнитные свойства, которыми обладает нержавейка, связаны еще и с ее внутренней структурой, которая может включать в себя аустенит, феррит и мартенсит, а также их комбинации. При этом на магнитные свойства нержавейки оказывают влияние как сами фазовые составляющие, так и то, в каком соотношении они находятся во внутренней структуре.
Нержавейка, которая не магнитится
Очень часто для производства антикоррозийной стали используются сплавы с большим содержанием хрома, никеля и марганца. Из них производится большое количество различного оборудования и изделий для применения в разных сферах. К немагнитным сталям относятся:
- Аустенитные. Из них делают оснащение для судов, холодильников, пищевой промышленности, посуду для кухни и сантехническое оборудование.
- Аустенитно-ферритные. Основные достоинства таких сплавов – это прочность и повышенная стойкость к растрескиванию.
Магнитится ли алюминий?
Чугун – это сплав железа с достаточным содержанием углерода (от 2,14 до 6,67 %).
Концентрация добавленного вещества влияет на ковкость, пластичность и твердость металла, поэтому из сплава железа и менее 2,14 % углерода получают сталь.
Чугунный сплав очень тверд и хрупок, плохо поддается отливке и обработке режущими инструментами. Поэтому отличить чугун от стали достаточно просто по свойствам, внешнему виду и характеристикам.
Высокое содержание углерода придает высокоуглеродистому железному сплаву темный, практически черный цвет. Визуально отличить чугун от стали можно по отсутствию блеска. Также на его поверхности образуется спель – крупные включения пластинчатого графита, которые на изломе видны невооруженным глазом. Появляются они в результате кристаллизации высокоуглеродистых сплавов.
Основные характеристики
Помимо углерода, в состав сплава добавляют марганец, серу, фосфор, кремний, молибден и др. Углерод в нем находится в виде графита или цементита (карбида железа), а их количество определяет разновидность металла. Для всех видов сплава характерна высокая плотность – около 7200 кг/куб. м.
Отличить чугун от другого металла можно по плохой свариваемости. В процессе нагрева происходит окисление кремния в составе железного сплава.
Из-за более высокой температуры плавления оксид кремния затрудняет процесс сварки, поэтому неразъемные соединения образуются с трудом.
При этом у чугунных сплавов относительно низкая температура плавления (от 1150 до 1200 °C, что ниже по сравнению со сталью и чистым железом).
Виды сплавов
- белый – металл с изломом светло-серого оттенка, который плохо поддается обработке, но обладает высокой твердостью;
- серый – материал с высоким содержанием углерода в виде графита, который обладает хорошими литейными свойствами, легко обрабатываем и подходит для производства элементов станков, станин, крышек, шкивов и прессов;
- ковкий – металла, полученный в результате термической обработки белого сплава с образованием хлопьевидного гранита (востребован в автомобильном производстве, при изготовлении сельскохозяйственной техники и запчастей для нее);
- половинчатый – материал для производства износостойких фрикционных деталей;
- высокопрочный – сплав с шаровидным графитом в составе для производства труб и элементов машин.
Чтобы понять, как отличить чугун, важно изучить характерные особенности и сферы применения его разновидностей.
Металлы, которые часто путают
Высокоуглеродистый сплав железа часто путают с другими металлами, используемыми для производства сантехники, фитингов, запорной арматуры, запчастей станков, радиаторов.
Над тем, как определить чугун, задумываются при попытке сдать металлолом в пункт приема.
Лом этого металла – один из самых дешевых, поскольку он плохо поддается переработке, хрупок, из него с трудом удаляются вредные примеси (фосфор и сера).
Поэтому перед поездкой в пункт приема важно определить, чугун или сталь перед вами. Также нередко путают его с чистым железом, алюминием и силумином – сплавом алюминия и кремния, применяемым для производства сковород, кастрюль, смесителей, кранов и др. Отличить чугун от железа и других металлов можно в домашних условиях: по цвету, магнитным свойствам, прочности и даже звуку!
Отличия от железа
Чистое железо – материал, который можно увидеть только в лаборатории. В природе оно практически не встречается, а также не применимо для серийного производства запчастей, сантехнических изделий и предметов быта. Определить, чугун или железо перед вами, можно по внешнему виду: железо имеет светло-серебристый цвет, очень мягко и пластично, а также сильно подвержено коррозии.
При этом важно не путать железо и его производную – сталь. Эти понятия не взаимозаменяемы. Сталь – сплав железа, незначительного количества углерода, марганца, кремния, серы и фосфора.
Этот железоуглеродистый сплав является эластичным, деформируемым, ковким. Отличить сталь от чугуна на глаз также бывает непросто: похожий состав придает им схожие оттенки, но совершенно разные свойства и характеристики.
Сталь проще в обработке, прочнее, не боится ударов и механических воздействий.
Как отличить чугун от стали?
Сталь – высокопрочный материал с температурой плавления примерно 1300–1500 °C. Из нее производят:
- слесарные инструменты (молотки, зубила, отвертки, косы, пилы, ножницы и т.д.);
- детали машин (толкатели, зубчатые колеса);
- пружины и рессоры;
- кузнечные инструменты;
- изделия для обработки камня и древесины;
- трубы и радиаторы;
- хирургическое оборудование;
- стройматериалы;
- посуду, столовые приборы и предметы быта.
Распространено мнение, что отличить чугун от стали можно магнитом. Утверждение верно отчасти, поскольку магнитные свойства металла зависят от состава. Не магнитят аусетнитные и аустенитно-ферритные сплавы с высоким содержанием хрома (до 20 %) и никеля (до 15 %). Включение в состав титана, молибдена, ниобия также снижает магнитные свойства металла.
Отличия стали и чугуна
Высокоуглеродистый сплав магнитится всегда, а сталь – в зависимости от состава. Также чугун определяют по цвету и состоянию поверхности: изделия из него имеют темный, почти черный матовый цвет, а на изломе металл – темно-серый. Также чугунные предметы более массивны и больше весят по сравнению со стальными аналогами, хотя плотность стали значительно выше – до 7900 кг/куб. м.
Медь не магнитится. Если все-таки встречается монета, которая похожа на медь, но магнитными свойствами обладает, то скорее всего, это сплав. В таком сплаве меди будет не более 50%. Это может быть сделано специально, но бывали случаи, когда магнитные свойства проявляла медь, которая не была очищена от примесей в процессе изготовления монеты.
Любому человеку необходимы хотя бы минимальные знания о магнитных свойствах металлов. В большинстве случаев для определения меди этого достаточно — медное изделие к магниту не прилипнет.
Любой ребенок знает, что металлы притягиваются к магнитам. Ведь они не раз вешали магнитики на металлическую дверцу холодильника или буквы с магнитиками на специальную доску. Однако, если приложить ложку к магниту, притяжения не будет. Но ведь ложка тоже металлическая, почему тогда так происходит? Итак, давайте выясним, какие металлы не магнитятся.
Нержавеющие стали с хорошими магнитными свойствами
Хорошими магнитными свойствами отличается нержавейка, в которой преобладают следующие фазовые составляющие:
- Мартенсит – является ферромагнетиком в чистом виде.
- Феррит – данная фазовая составляющая внутренней структуры нержавейки в зависимости от температуры нагрева может принимать две формы. Ферромагнетиком такая структурная форма становится в том случае, если сталь нагревают до температуры, находящейся ниже точки Кюри. Если же температура нагрева нержавейки находится выше этой точки, то в сплаве начинает преобладать высокотемпературный дельта-феррит, который является выраженным парамагнетиком.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что магнитится та нержавейка, во внутренней структуре которой преобладает мартенсит. Как и обычные углеродистые стали, такие сплавы реагируют на магнит. По данному признаку их и можно отличить от немагнитных.
Способность нержавейки магнитится не влияет на её коррозионную стойкость
Нержавеющие стали, в которых преобладает феррит или его смесь с мартенситом, чаще всего также относятся к ферромагнетикам, но их свойства могут различаться в зависимости от соотношения фазовых составляющих их внутренней структуры.
Нержавейка, магнитные свойства которой могут изменяться, – это преимущественно хромистые и хромоникелевые сплавы, которые могут относиться к одной из нижеприведенных групп.
Стали с мартенситной внутренней структурой, которые, как и обычные углеродистые, могут упрочняться при помощи закалки и отпуска. Такая нержавейка, кроме предприятий общего машиностроения, активно используются в быту (в частности, именно из нее производят столовые приборы и режущие инструменты). К наиболее распространенным маркам таких магнитных сталей, изделия из которых производятся с термообработкой и могут подвергаться финишной шлифовке и полировке, относятся 20Х13, 30Х13, 40Х13.
Сталь марки 30Х13 менее пластична, чем сплав 20Х13, несмотря на сходный состав (нажмите для увеличения)
В данную категорию также входит сплав марки 20Х17Н2, который отличается повышенным содержанием хрома в своем химическом составе, что значительно усиливает его коррозионную устойчивость. Почему такая нержавейка популярна? Дело в том, что, кроме высокой устойчивости к коррозии, она характеризуется отличной обрабатываемостью при помощи холодной и горячей штамповки, методов резания. Кроме того, изделия из такого материала хорошо свариваются.
Распространенной магнитной сталью ферритного типа, которая из-за невысокого содержания углерода в своем химическом составе отличается более высокой мягкостью, чем мартенситные сплавы, является 08Х13, активно используемая в пищевом производстве. Из такой нержавейки изготавливают изделия и оборудование, предназначенные для мойки, сортировки, измельчения, сортировки, а также транспортировки пищевого сырья.
Механические свойства стали 08Х13
Популярной маркой магнитной нержавейки, внутренняя структура которой состоит из мартенсита и свободного феррита, является 12Х13.
Читайте также: