چرا برخی از آلیاژها خاصیت مغناطیسی دارند؟

برخی از آلیاژها دارای خواص مغناطیسی هستند زیرا حاوی آهن، نیکل یا کبالت هستند که عناصر فرومغناطیسی هستند.

آلیاژها مخلوطی از فلزات هستند و خواص آنها اغلب با عناصر تشکیل دهنده آنها متفاوت است. خواص مغناطیسی یک آلیاژ به حضور و آرایش عناصر خاصی در ساختار آن بستگی دارد. عناصر کلیدی که به خواص مغناطیسی یک آلیاژ کمک می کنند آهن، نیکل و کبالت هستند. این عناصر به عنوان عناصر فرومغناطیسی شناخته می شوند زیرا می توانند مغناطیسی شوند یا جذب آهنربا شوند.

فرومغناطیس خاصیتی است که به هم ترازی اتم های درون ماده بستگی دارد. در مواد فرومغناطیسی، گشتاورهای مغناطیسی اتم ها در یک جهت قرار می گیرند و یک میدان مغناطیسی قوی ایجاد می کنند. این هم ترازی به دلیل برهمکنش بین الکترون ها در اتم ها است. هر الکترون به دلیل اسپین خود دارای یک گشتاور مغناطیسی است و در مواد فرومغناطیسی، اسپین های تعداد زیادی الکترون در یک راستا قرار دارند و یک میدان مغناطیسی کلی قوی ایجاد می کنند.

هنگامی که یک آلیاژ حاوی یک یا چند عنصر فرومغناطیسی باشد و اتم‌ها به گونه‌ای چیده شوند که به گشتاورهای مغناطیسی آن‌ها اجازه می‌دهد در یک راستا قرار گیرند، آلیاژ خاصیت مغناطیسی خواهد داشت. به عنوان مثال، فولاد آلیاژی از آهن و کربن است و مغناطیسی است زیرا حاوی اتم های آهن است که می توانند برای ایجاد یک میدان مغناطیسی تراز شوند. به طور مشابه، آلنیکو آلیاژی از آلومینیوم، نیکل و کبالت است و برای ساخت آهنرباهای دائمی قوی استفاده می شود.

با این حال، همه آلیاژهایی که حاوی عناصر فرومغناطیسی هستند مغناطیسی نیستند. آرایش اتم ها و وجود عناصر دیگر می تواند بر خواص مغناطیسی تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، فولاد ضد زنگ آلیاژی از آهن، کربن و کروم است و مغناطیسی نیست زیرا اتم های کروم تراز اتم های آهن را مختل می کنند. بنابراین، خواص مغناطیسی یک آلیاژ نه تنها به ترکیب آن، بلکه به ساختار اتمی آن نیز بستگی دارد.