Le fer est-il magnétique?

Fer, un élément qui occupe la cinquième place dans l'abondance de la croûte terrestre, n'a rien de comparable à son scientifique, technologique, et les valeurs culturelles. Merci à ses propriétés physiques et chimiques telles que ses capacités magnétisées et démagnétisées. Ils jouent un rôle important dans la société moderne. Mais ce qui rend le fer magnétique? Tout est tout aussi magnétique? Donc, dans cet article, Nous discuterons des caractéristiques du magnétisme, le type magnétique de fer, Et ses utilisations.

Qu'est-ce que le magnétisme?

En essayant de déterminer si le fer est magnétique ou non, il faut comprendre ce que signifie le magnétisme. Le magnétisme est un phénomène électrophysique concernant le mouvement des charges. En termes plus simples, C'est la force qui fait attirer ou repousser certains types de matériaux. Le magnétisme est au niveau atomique et est un sous-produit du comportement des électrons dans un atome.

Les particules de charge électronique négative orbitent dans le noyau d'un atome. Avec leur mouvement, Ils produisent de petits champs magnétiques. Dans la plupart des matériaux, Nous pouvons voir au hasard et en fait, contrebalance les uns les autres ou en termes simples, c'est net zéro. Cependant, dans le matériau magnétique, Ces petits champs magnétiques co-phase et s'additionnent dans un sens vectoriel de manière à donner un résultat magnétique global.

Types de matériaux magnétiques

Nous pouvons classer les matériaux en différentes catégories en fonction de leur réponse aux champs magnétiques:

1. Matériaux ferromagnétiques

Ces matériaux présentent un haut niveau d'aimantation lorsqu'il est placé dans un champ magnétique, et ils sont capables de conserver la magnétisation même si le champ est retiré. Les exemples incluent le fer, nickel, et cobalt. En matière ferromagnétique, Il y a des domaines, Ce sont les régions des moments magnétiques du matériau, Et quand dans un champ magnétique, ces domaines se développent. Cet alignement leur offre leur fort magnétisme caractéristique: La tendance divergente de la queue garantit leur force magnétique.

2. Matériaux paramagnétiques

Ces matériaux ont une faible coercivité et ne sont que mal influencés par les processus de magnétisation et de démagnétisation. Certains exemples sont aluminium et magnésium. Cela survient d'électrons non appariés, qui aligne avec le champ magnétique appliqué à l'extérieur, cependant, L'énergie thermique les amène à démagnétiser lorsque le champ est retiré.

3. Matériaux diamagnétiques

Ces matériaux ne sont ni attirés par les aimants ni ne montrent aucun magnétisme permanent mais sont faiblement repoussés par les aimants. Cuivre et le bismuth sont des exemples de tels éléments. Matériaux démagnétiques au champ appliqué, Développer des champs magnétiques induits dans la direction opposée au champ appliqué et donc à la répulsion.

4. Afro & Faire des matériaux

Ces matériaux ont des propriétés magnétiques particulières en raison de l'orientation des tours atomiques, qui a tendance à être mutuellement compensé. De la même manière, dans les matériaux antiferromagnétiques, Deux polarisations des tours atomiques voisines sont dans une direction opposée ne donnant pas de magnétisme net. Les matériaux ferrimagnétiques sont la magnétite. Ils ont des matériaux ferromagnétiques opposés inégaux avec des propriétés magnétiques faibles. Ces propriétés sont utilisées dans des applications nécessitant des caractéristiques magnétiques spécifiques.

Pourquoi le fer magnétique est-il?

Le magnétisme du fer est dû à la disposition des atomes et des électrons. Chaque atome de fer qui compose le composé contient des électrons non compensés dans ses couches orbitales externes.. Ces électrons non appariés provoquent des moments magnétiques, que dans les matériaux ferromagnétiques comme le fer peut être en phase. Cet alignement se produit en raison de l'interaction d'échange. Cela signifie que les champs se renforcent mutuellement.

Lorsque leurs moments magnétiques co-additifs atteignent le niveau quantique où une polarisation écrasante est discernable, on dit que le matériau a été magnétisé. Cela se produit dans le fer, une situation dans laquelle des domaines, des zones locales de moments magnétiques alignés, émergent.. Avec un champ magnétique externe appliqué, les domaines grandissent et s'alignent pour augmenter l'image globale du magnétisme.

Différents fers et leurs propriétés magnétiques

Tous les types de fer utilisés ne sont pas également magnétiques. Cette composition peut varier en fonction de sa pureté et de la présence d'autres éléments dans le fer.:

1. Fer pur: Il montre une forte attraction magnétique. mis-à-part, il se combine avec l'acier. Il a des utilisations scientifiques qui exigent des caractéristiques magnétiques fortes et constantes.
2. Fonte: Il a une teneur en carbone comparativement plus élevée que les autres alliages. Donc, ils peuvent réduire ses propriétés magnétiques.
3. Acier (un alliage de fer): Acier est une combinaison de fer et de carbone mais contient d'autres ingrédients comme le nickel ou le chrome et peut avoir un impact sur le champ magnétique. Par exemple, la présence de chrome dans l'acier entraîne une réponse au magnétisme plus faible que les autres variétés.

Propriétés magnétiques des alliages de fer

Les deux sous-thèmes à venir sont spécifiquement liés aux propriétés magnétiques des alliages de fer.:

Les paramètres de magnétisation de saturation des alliages de fer dépendent de leur constitution et de leurs traitements thermiques. Vous trouverez ci-dessous quelques types clés d'alliages de fer et leurs propriétés magnétiques:

1. Acier au carbone: L'acier au carbone est très magnétique en raison de sa haute teneur en fer. Ses applications typiques peuvent impliquer des secteurs comme la construction et les machines.
2. Acier allié: Les propriétés magnétiques de différents matériaux changent en fonction des additifs de leurs compositions. Certains aciers en alliage sont développés avec des caractéristiques de magnétisme améliorées et les autres types montrent un magnétisme réduit.
3. Acier inoxydable: Ils sont moins magnétiques à cause des additifs tels que le chrome ou le nickel. Donc, Ils interfèrent avec l'emballage des moments magnétiques.
4. AFFAIRES DE TOLL: Ces aciers sont faits pour la force. Il utilise une grande quantité de carbone et d'alliage et possède fréquemment des caractéristiques magnétiques considérables.
5. MARAGIER AEDELS: Matériaux en alliage à haute résistance à faible teneur en carbone qui possèdent également d'excellentes caractéristiques magnétiques.

Nous pouvons résumer ces propriétés dans le tableau suivant:

Alliage de fer	Propriétés magnétiques	Notes / valeurs clés
Acier au carbone	Fortement magnétique.	Magnétisation de saturation: ~ 2,15 t (Tesla).
Acier allié	Les propriétés magnétiques varient avec les additifs.	Personnalisable pour le haut (~ 1,5–2,0 t) ou faible magnétisme en fonction de l'application.
Acier inoxydable	Faible ou non magnétique.	Ferritique: ~ 0,7 T; Austénitique: Presque non magnétique.
AFFAIRES DE TOLL	Modérément magnétique.	Varie; ~ 1,0–1,8 t, Selon le contenu en carbone / alliage.
Fonte	Faiblement magnétique.	Magnétisation de saturation: ~ 1,3–1,4 t en raison du carbone élevé et des impuretés.
MARAGIER AEDELS	Propriétés magnétiques fortes.	Magnétisation de saturation: ~ 1,6–1,9 t; Conçu pour la résistance élevée et le magnétisme.

Température de Curie: La limite du magnétisme

Le fer a certaines propriétés magnétiques qui dépendent de la température. Donc, à des températures élevées, L'énergie thermique affecte les moments magnétiques de l'individu, les rendre invalides. Chaque matériau ferromagnétique a une température spécifique appelée température de Curie, au-dessus de laquelle un tel matériau n'aura pas de propriété magnétique durable comme le fer.

Spécifiquement, La température Curie varie d'environ 500 à 770 ° C (932 à 1 418 ° F) Selon le métal utilisé dans le noyau de ferrite. Dans le cas du fer, La température de Curie est d'environ 770 ° C. Supérieur à cette température, il devient paramagnétique et ne peut donc se permettre qu'un magnétisme faible et temporaire.

Applications du fer magnétique

Le fer est utile en raison de ses caractéristiques magnétiques dans différents secteurs. Voici quelques applications clés:

1. Électromaignes: Le noyau de fer essentiel dans les électromaignes est de stimuler leur champ magnétique. Ceux-ci ont des applications dans les moteurs et les générateurs et certaines applications médicales comme l'IRM.
2. Transformateurs et inducteurs: Les noyaux de fer mous dans les transformateurs et les inductances ont du facteur de faible perte d'énergie lors du transfert de l'énergie électrique qui le rend vital dans les réseaux électriques et les gadgets électroniques.
3. Stockage de données: Les disques durs utilisant des matériaux de base de fer magnétique ont des applications dans le stockage conventionnel de Digital Information.
4. Construction: La résistance au fer et les caractéristiques magnétiques dans les structures en béton surveillent les stabilités de la structure.
5. Thérapie magnétique: Il existe diverses formes d'aimants à base de fer utilisés dans d'autres formes de médecine conventionnelle pour des raisons thérapeutiques citant des avantages tels que l'amélioration du flux sanguin et le soulagement de la douleur.

Tout le fer est naturellement attiré par les aimants?

Le fer en tant que matériau est magnétique mais tous les types de fer ne sont pas intensément magnétiques dans leurs conditions spontanées. Fer, extrait du matériau ferreux, ou, Dans la plupart des cas, il contiendra d'autres minéraux ou impuretés. Le premier composé dont les propriétés résolvent le mystère exceptionnel de la pyramide est la magnétite [fer (II, III) oxyde]. C'est un oxyde de fer naturel avec une perméabilité magnétique élevée. Donc, Les gens l'ont utilisé dans les temps anciens pour construire des boussoles primitives. Il existe deux solutions mutuellement solides d'oxydes de fer, goethite (α-feooh), qui est le milieu magnétique, et l'hématite (A-Fe2O3), qui est faible magnétique.

Fer pur, c'est le métal sans impuretés, révèle ses propriétés entièrement ferromagnétiques. Le fer a cependant de nombreuses applications quotidiennes. Ce n'est pas pur mais nous pouvons le mélanger avec d'autres éléments. Ces éléments peuvent affecter les propriétés magnétiques du fer.

Facteurs contribuant au magnétisme en fer

Voici quelques-uns des facteurs qui contribuent au magnétisme en fer;

1. Configuration électronique: Dans les ions métalliques, Les électrons ne sont pas appariés, et les moments magnétiques ainsi développés s'alignent pour produire le magnétisme.
2. Structure cristalline: Le BCC est adapté à l'occupation à la formation de domaine magnétique.
3. Interaction d'échange: Les spins atomiques se trouvent dans des domaines et font des domaines présents efficacement les propriétés magnétiques.
4. Température de Curie: Le fer perd le magnétisme lorsqu'il est chauffé à 770 ° C ou même un peu au-dessus de 770 ° C; il reste fortement magnétique en dessous de cette température.
5. Impuretés / additifs: De tels additifs tels que le carbone ou le chrome peuvent améliorer ou diminuer la capacité de magnétisation.

Conclusion

En conclusion, est le fer magnétique, Le fer attire par la physique et la chimie, Le cœur de la convergence de la technologie dans pratiquement toutes les applications de la fer. Propriétés magnétiques du fer: De sa participation au champ magnétique de la Terre à ses fonctions dans les industries noires très avancées aujourd'hui. De la construction à l'électronique, de la navigation uniforme, Le fer reste un matériau essentiel et mérite donc d’être classé parmi les éléments les plus magnétiques de cette belle planète.. En reconnaissant la science et les implications du magnétisme du fer, l'auteur ne se contente pas de célébrer le phénomène naturel, mais attend avec impatience un avenir meilleur..

FAQ

1. Pourquoi le fer est-il magnétique et certains autres métaux ne le sont pas?

Le fer est un matériau magnétique, il a des électrons non appariés et sa structure atomique minimise également les interférences de sorte que le moment magnétique s'aligne les uns avec les autres. Contrairement aux métaux tels que le cuivre ou l'argent, l'électron perd donc son appariement., annule les effets magnétiques.

2. Le fer pur est-il plus magnétique que l'acier qui est un alliage de fer et de carbone?

En effet, la plupart des alliages de fer sont moins magnétiques que le fer pur. Cependant, Certains types d'ajouts en alliage aident à améliorer les propriétés spécifiques du champ magnétique.

3. Le fer peut perdre son magnétisme?

Oui, Vous êtes en droit, le fer peut perdre son magnétisme si nous le chauffons au-dessus de la température de Curie ou l'expose à de forts champs anti-magnétiques.

4. Quelle est la différence entre la magnétite et l'hématite?

Il cristallise dans l'isomorphisme et a deux polymorphes, à savoir; magnétite qui a la formule (A-Fe3o4) est très magnétique, et l'hématite qui est (A-Fe2O3) de nature magnétique.

5. Dans quelle mesure le magnétisme du fer aide-t-il à faire progresser la technologie?

Ferrites, ainsi que l'absorbabilité du fer à d'autres matériaux, sera nécessaire dans les technologies telles que les moteurs électriques, transformateurs, et équipement de stockage de données.

6. Est-il possible pour les articles de fer quotidiens de se transformer en aimants?

Oui, Les objets tels que les clous ou les tiges de fer peuvent être magnétisés après les avoir placés sous un aimant fort, cependant, Le magnétisme est souvent temporaire.