Is nikkel magnetisch?

Nikkel is een van de weinige metalen met magnetische eigenschappen. Als een van de slechts drie magnetische ferromagnetische metalen bij kamertemperatuur heeft nikkel een aantal unieke en nuttige eigenschappen. Maar is nikkel eigenlijk wel magnetisch? Kan het in een magneet worden veranderd? En waardoor is nikkel eigenlijk magnetisch?

In deze complete gids kun je als professional fabrikant neodymiummagneetbehandelen we alles wat je nodig hebt over magnetische eigenschappen van nikkel. Van de wetenschap achter magnetisme tot de toepassingen van nikkel als magnetisch metaal, bij ons vind je alles.

Is nikkel magnetisch?

Ja, nikkel is magnetisch. Het is een van de weinige elementen dat ferromagnetisch is, wat betekent dat het gemagnetiseerd kan worden en sterk wordt aangetrokken door een magneet. De ferromagnetische eigenschappen van nikkel zijn te danken aan de uitlijning van zijn atomaire magnetische momenten, waardoor het een sterk magnetisch veld kan opwekken.

Waarom is nikkel een magnetisch metaal?

Nikkel behoort tot een speciale groep metalen die ferromagnetische metalen worden genoemd. De andere twee ferromagnetische metalen zijn ijzer en kobalt.

Deze drie metalen vertonen allemaal een uniek kwantummechanisch fenomeen dat uitwisseling interactie. Hierdoor worden de magnetische momenten van de atomen in het metaal parallel aan elkaar uitgelijnd, wat zelfs zonder extern magnetisch veld magnetisatie tot gevolg heeft.

De reden waarom nikkel dit speciale magnetische gedrag vertoont, heeft te maken met zijn elektronische configuratie en kristalstructuur:

• Nikkel heeft ongepaarde elektronen in zijn 3d- en 4s elektronenschillen, waardoor elk atoom een magnetisch moment heeft.
• De atomen zijn gerangschikt in een face-centered cubic kristalstructuur die uitwisselingsinteracties tussen naburige atomen mogelijk maakt.

Samen zorgen deze twee eigenschappen ervoor dat de magnetische momenten van nikkelatomen gemakkelijk op één lijn komen te liggen. Hierdoor heeft nikkel uitstekende ferromagnetische eigenschappen die niet voorkomen bij andere metalen.

Dus samengevat:

• Nikkel heeft ongepaarde elektronenresulterend in atomaire magnetische momenten.
• De kristallijne structuur vergemakkelijkt uitwisselingsinteracties tussen atomen.
• Hierdoor worden atomaire magnetische momenten parallel uitlijnenwaardoor magnetisatie ontstaat.

Dat is de wetenschap achter waarom nikkel een van de zeldzame ferromagnetische metalen bij kamertemperatuur is. Gaaf!

Kan nikkel gemagnetiseerd worden?

Omdat nikkel een ferromagnetisch metaal is, kan het gemakkelijk worden omgezet in een permanente magneet.

Door nikkel bloot te stellen aan een extern magnetisch veld worden de magnetische momenten op atomair niveau uitgelijnd. De magnetische momenten wezen voorheen in willekeurige richtingen. Nu zorgt het toegepaste veld ervoor dat ze zich slechts in één richting oriënteren.

Dit staat bekend als magnetisatie:

Nikkel magnetiseren door magnetische momenten uit te lijnen

Zelfs als je de externe magneet verwijdert, blijven deze magnetische momenten op hun plaats. Dit creëert een permanente magneet met een eigen aanhoudend magnetisch veld!

Door factoren als uitlijningsrichting en temperatuur tijdens magnetisatie te regelen, kunnen hoogwaardige nikkelmagneten voor verschillende toepassingen worden gemaakt:

• Alnico magneten gebruiken een legering van aluminium, nikkel en kobalt om sterke permanente magneten te maken.
• Opnamekoppen in harde schijven maken gebruik van de magnetische kwaliteiten van nikkel voor gegevensopslag.
• Pickups voor elektrische gitaren vertrouwen op nikkelmagneten om snaartrillingen om te zetten in elektrische signalen.

Nikkel is dus niet alleen van nature een magnetisch metaal, maar we kunnen deze magnetische eigenschappen ook benutten en optimaliseren door van nikkel zelf een magneet te maken.

Wanneer verliest nikkel zijn magnetisme?

Hoewel nikkel ferromagnetisch is en gemakkelijk gemagnetiseerd kan worden, verliezen de atomaire magnetische momenten uiteindelijk hun starre uitlijning.

Als nikkel wordt verwarmd tot boven een bepaalde temperatuur, bekend als de CurietemperatuurDe thermische beweging overheerst de uitwisselingsinteracties. Atomen beginnen magnetische momenten om te draaien in willekeurige oriëntaties, waardoor eerdere magnetisatie snel afneemt.

De Curietemperatuur voor nikkel is 355°C. Dus zolang nikkel onder dit kritieke punt blijft, zal het uitstekend ferromagnetisch gedrag vertonen.

Maar bij hogere temperaturen - of gedurende langere perioden onder het Curiepunt - begint de atomaire uitlijning die nikkel zijn uitstekende magnetische eigenschappen geeft, te vervagen.

Wanneer dit gebeurt, gaat nikkel over in een andere magnetische toestand die paramagnetisme wordt genoemd:

• Atomaire magnetische momenten wijzen standaard in willekeurige richtingen.
• Wanneer ze worden blootgesteld aan een extern magnetisch veld, richten deze momenten zich zwakjes naar het veld.
• Bij verwijdering van het externe veld worden de momenten weer snel willekeurig.

Dus hoge temperaturen kunnen nikkelatomen uit hun starre uitlijning stoten, waardoor ferromagnetisme verdwijnt. Maar de intrinsieke atomaire magnetische momenten maken nog steeds tijdelijke low-level magnetisatie mogelijk.

Wordt nikkel aangetrokken door magneten?

Omdat nikkel een ferromagnetisch metaal is, oefent het een sterke aantrekkingskracht uit op externe magneten. Dit in tegenstelling tot andere metalen zoals koper of aluminium die geen magnetische aantrekkingskracht hebben.

Breng een voorwerp van nikkel in de buurt van een permanente magneet en het zal naar een tegenoverliggende pool springen met een duidelijk zichtbare aantrekkingskracht.

Dit magnetisme maakt nikkel nuttig voor het scheiden en hanteren van ijzerhoudend schroot bij recycling en productie. Externe magneten kunnen stapels nikkel voorwerpen zoals kleine onderdelen en ijzerwaren manipuleren:

Nikkelafval wordt aangetrokken door magnetische veegmachines

Het belangrijkste om te onthouden is dat nikkel, net als andere ferromagnetische metalen, zelf magnetisch wordt in de aanwezigheid van een extern magnetisch veld.

Nikkel wordt dus niet alleen naar permanente magneten getrokken. Het wordt ook sterker en past zich aan op basis van de nabijheid van magnetische polen:

De aantrekkingskracht van nikkel veroorzaakt magnetisatie

Dit veroorzaakt een aanzienlijke toename van de aantrekkingskrachten. Verwacht dus dat voorwerpen in de buurt van nikkel met een verrassende kracht komen aanvliegen of blijven plakken in vergelijking met andere metalen elementen.

Feiten over nikkelmagnetisme en algemene toepassingen

Nu je begrijpt waarom nikkel magnetisch is en ferromagnetisch gedrag vertoont, behandelen we enkele belangrijke feiten over nikkelmagnetisme en veelvoorkomende magnetische toepassingen:

Feiten over nikkel als magnetisch metaal

• Een van de slechts 3 ferromagnetische metalen (samen met ijzer en kobalt)
• Ongepaarde elektronen veroorzaken atomaire magnetische momenten
• Gefacenteerde kubische kristalstructuur maakt uitwisselingsinteracties mogelijk
• Blijft magnetisch tot Curiepunt van 355°C
• Wordt paramagnetisch boven deze temperatuur
• Sterk aangetrokken door externe magnetische velden
• Kan eenvoudig worden omgezet in een permanente magneet

Algemene toepassingen die gebruikmaken van nikkelmagnetisme

• Alnico magneten: Legeringen van aluminium, nikkel en kobalt creëren sterke permanente magneten die worden gebruikt in motoren, sensoren, microfoons en nog veel meer.
• Opnamekoppen: De lees/schrijfkoppen in bandrecorders en harde schijven maken gebruik van de magnetische eigenschappen van nikkel om gegevens op te slaan.
• Pickups voor elektrische gitaren: Gitaar pickups vertrouwen op nikkelmagneten om snaartrillingen te detecteren en om te zetten in elektrische signalen.
• Magnetisch geheugen: Experimenteel onderzoek naar magnetisch RAM-geheugen en gegevensopslag maakt gebruik van nikkel nanodraden voor potentiële geheugentoepassingen.
• Vernikkelen: Galvanisch nikkel zorgt voor een beschermende laag die corrosie voorkomt. Wordt vaak toegepast op neodymium magneten en andere magnetische onderdelen om de levensduur te verlengen.

Zoals je kunt zien, onderscheidt nikkel zich van andere metalen dankzij zijn intrinsieke magnetisme, zelfs bij kamertemperatuur. Slimme toepassingen op vele gebieden vertrouwen op de nuttige magnetische eigenschappen van nikkel voor verbeterde functionaliteit.

Dus de volgende keer dat je een microfoon gebruikt, op een elektrische gitaar speelt of gegevens van een harde schijf leest, weet je dat nikkelmagnetisme deze alledaagse technologieën mogelijk maakt!