Kas volfram on magnetiline? Üllatav teaduslik vastus

Volfram on ainulaadne metall, mida hinnatakse selliste omaduste poolest nagu ülikõrge sulamistemperatuur ja kõvadus. Kuid üks küsimus, mida minult sageli küsitakse, on: kas volfram on magnetiline?

Nagu selgub, on vastus keerulisem kui lihtne "jah" või "ei" - volframi magnetilised omadused sõltuvad sellistest teguritest nagu selle puhtus ja tootmisprotsess.

Selleks, et mõista volframi ja magnetismi suhet, peame kõigepealt käsitlema magnetismi enda põhitõdesid. Samuti uurime puhta volframi peent magnetilist käitumist. Sealt edasi, kui professionaalne neodüüm magnetid tootjauurime volframisulameid ja -ühendeid, et avada selle erakordse metalli magnetilise olemuse saladus.

Kaevakem sisse!

Magnetismi olemus

Et mõista, kas volfram on magnetiline, peaksime kõigepealt mõistma, et miks mõned materjalid tõmbuvad magnetite külge, samas kui teised ei mõjuta neid.

Magnetism tekib aatomite mikroskoopilistest magnetilistest dipoolidest, mis tulenevad elektronide spinnist ja orbitaalide liikumisest.

Need aatomi dipoolid kalduvad magnetväljas joonduma, tekitades üldise magnetilise käitumise. Vastavalt sellele, kui tugev ja püsiv on see indutseeritud magnetism, jagatakse materjalid kategooriatesse:

• Ferromagnetiline - omab tugevat püsimagnetismi ka ilma välise väljata (nt raud, nikkel, koobalt).
• Paramagnetiline - Magnetväljad tõmbavad nõrgalt, kuid ei säilita magnetismi (nt alumiinium, volfram).
• Diamagnetiline - tõrjutakse nõrga indutseeritud magnetmomendiga magnetväljadest (nt vask, kuld).

Erinevused tulenevad erinevustest elektronkonfiguratsioonis ja sellest, kui kergesti dipoolid aatomi struktuuris joonduvad.

Analüüsime nüüd volframit ennast ja vaatame, miks on selle omane magnetism nii minimaalne.

Kas puhas volfram on magnetiline?

Ei, volfram ei ole puhtal kujul magnetiline. Kuigi see on paardumata elektronide tõttu kergelt paramagnetiline, ületavad nõrgad diamagnetilised omadused selle mõju, mistõttu volfram ei mõjuta magnetvälju.

Välises magnetväljas ilmneb volframil jälgi paramagnetism. Selle aatomi dipoolid orienteeruvad nõrgalt koos väljaga, mis on põhjustatud elektronide radade ümberpaigutamisest. Võrreldes ferromagnetiliste metallidega on see efekt siiski väike.

Volfram näitab ka kerget diamagnetism, mille indutseeritud magnetväli vastandub välisele väljale. Kuid volframi diamagnetiline reaktsioon on tühine võrreldes selle nõrga paramagnetismiga.

Üldiselt on puhtal volframil erakordselt väike magnetiline vastuvõtlikkus. Toatemperatuuril on selle magnetilise vastuvõtlikkuse väärtus vahemikus +1,3-1,8 × 10-5 cm3/mol, mis kinnitab minimaalset magnetilist käitumist.

Seega ei tõmba magnet silmnähtavalt puhast volframit. Volframi aatomi dipoolid nihkuvad ainult märkamatult, samas kui üleminekud elektronide energiastatsionaaride vahel summutavad magnetilist reaktsiooni.

Seetõttu on volfram suurepärane materjal magnetiliste häirete suhtes tundlikeks rakendusteks, nagu näiteks tavaliste lambipirnide hõõgniidid!

Volframisulamid ja -ühendid

Kuigi puhtal volframil on vaieldamatult tühine magnetism, muutub lugu, kui me vaatame selle sulameid ja ühendeid.

Muude elementide lisamine tootmise käigus võib muuta elektronide konfiguratsiooni viisil, mis soodustab magnetilist joondumist. Isegi väikesed kogused ferromagnetilisi metalle, nagu raud või koobalt, sideainetena muudavad magnetilist võlu.

See tähendab, et legeeritud volframobjekt võib demonstreerida magnetilist tõmmetsõltuvalt sellistest teguritest nagu:

• Kasutatud legeerelemendid
• Nende proportsioonid sulami sees
• Ferromagnetiliste lisandite olemasolu
• Sulami moodustamise protsess

Näiteks on niklisidemega valmistatud volframkarbiidil nõrgad magnetilised omadused. Samal ajal võib koobaltiga küllastunud volframkarbiid olla märgatavalt magnetiline.

Lõpptulemus: sulamid võimaldavad volframil näidata mõõdetavat magnetismi, sisaldades magnetilisi komponente oma aatomivõrgustikus.

Ühised volframobjektid ja magnetism

Nüüd, kui me mõistame puhta volframi olemuslikku mittemagnetismi võrreldes selle sulamite potentsiaalse magnetismiga, saame analüüsida mõningaid igapäevaseid volframiesemeid.

Siin on mitme volframtoote magnetiline madalseisund:

• Tungsten Rõngad: Sageli legeeritud nikli/kobaltiga, võib nõrgalt reageerida magnetitele.
• Volframkarbiid: Erinev magnetism sõltuvalt sideaine tüübist/sisaldusest.
• Volframvardad: mittemagnetiline, kuna on legeerimata puhas volfram.
• Volframipulber: Puhas vorm ei oma magnetismi
• Volframikeevituselektroodid: Radionukliididest kergelt magnetilised tooritud elektroodid

Magnetismi hindamine tugineb ka objekti eelnevale ajaloole ja töötlemisviisile. Ringlussevõetud volfram, mis sisaldab jälgi raudsetest saasteainetest, võib ilmutada ootamatut magnetismi!

Magnetilise käitumise hindamine nõuab eseme elementaarsete vürtside ja tootmiskroonika lahtimõtestamist. Magnetitest näitab hõlpsasti, kas legeeritud volframitootel on märkimisväärne magnetiline mineraliseerumine.

Takeaway

Kas volfram on magnetiline? Puhtal kujul on volframil tühine magnetiline tõmme. Kuid sulami koostisosana ilmneb volframi magnetism vastavalt lisatud elementidele ja tootmisprotsessile.

Nii et koobaltiga kaetud volframiga abielusõrmus võib õrnalt valssi tantsida teie külmkapi magnetitega, samas kui kõrge puhtusastmega volframvardad jäävad stoiliselt mittemagnetiliseks!

Metallide magnetismi teadusliku päritolu mõistmine toob selgust volframi muutuva magnetilise isiksuse kohta. Volframi magnetism on intrigeerivalt valikuline, sest see pakub lahendusi tööstusharudele, mis nõuavad stabiilset mittemagnetismi, kuni toodete kasutamiseni, mis kasutavad ära volframi magnetiliselt "plastilisi" sulameid!

Kas volfram on teie kogemuste kohaselt magnetiline? Jagage oma mõtteid allpool!