køleskabsmagnet
En typisk magnet, der benyttes til ophængning af ting på en køleskabsdør eller en magnetisk tavle.
køleskabsmagnet
Af .
Licens: CC BY SA 3.0

Ferromagnetisme er den almindelige og fra oldtiden kendte form for magnetisme, der ved stuetemperatur kan danne permanente magneter. Ferromagnetisme forekommer i bl.a. overgangsmetallerne jern, kobolt og nikkel, samt i flere af de sjældne jordarter.

Faktaboks

Etymologi

Ordet er dannet af ferromagnet og -isme. Forleddet ferro- er en sammensætningsform af latin ferrum 'jern'. Præfikserne ferro- og ferri- angiver, med hvilken valens jernatomerne optræder i den givne sammenhæng.

Oprindeligt kendte man kun til jern som materiale for ferromagnetisme. Senere er mange andre grundstoffer kommet til, men betegnelsen ferromagnetisme anvendes på dem alle.

Årsag til ferromagnetisme

Ferromagnetiske materialer er opdelt i små områder, magnetiske domæner, inden for hvilke de atomare magnetiske momenter hidrørende fra uparrede elektronspin peger i samme retning.

Da retningen varierer fra domæne til domæne, er der ingen påviselige ydre effekter fra materialet, men hvis det påtrykkes et magnetisk felt, vil det blive magnetiseret: Domæner med samme eller næsten samme retning som feltet vil vokse i størrelse, og er feltet kraftigt nok, vil alle domæner stille sig i feltets retning.

Man taler da om magnetisk mætning, som bevares, selv når det ydre felt fjernes; materialet er blevet en permanent magnet. Vendes det ydre felt til den modsatte retning, vil domænerne med nogen tøven følge den nye feltretning (se hysterese).

Temperaturafhængighed

Ved opvarmning aftager magnetiseringen gradvis for helt at forsvinde ved en for stofferne karakteristisk curietemperatur. Ved denne temperatur er de termiske bevægelser så kraftige, at den magnetiske orden nedbrydes, og stoffet bliver paramagnetisk.

Materialer og feltstyrke

Nd-magneter: Ternene på papiret er 5mm på hver led. Magneterne er indkapslet i nikkel. Det er ikke let at få disse magneter fra hinanden!
Nd-magneter: Ternene på papiret er 5mm på hver led. Magneterne er indkapslet i nikkel. Det er ikke let at få disse magneter fra hinanden!
Af .
Licens: CC BY SA 3.0

I overgangsmetallerne skyldes den atomare magnetisering uparrede elektronspin i atomernes delvis fyldte 3d-elektronskal. Også visse legeringer og nogle af lanthaniderne og actiniderne, som har henholdsvis ufyldte 4f- og 5f-skaller, er ferromagnetiske. Andre af disse materialer har specielle magnetiske strukturer fx ferrimagnetisme, antiferromagnetisme og spiralstrukturer.

Nye typer ferromagnmeter

Nd-magnet taget fra en kasseret harddisk.
.
Licens: CC BY SA 3.0

Siden sidst i 1960'erne har man opfundet nye meget kraftige permanente magneter baseret på grundstoffer fra de sjældne jordarter, specielt lanthaniderne.

Den første opdagelse var samarium-kobolt (SmCo5) magneten, der kan have et overfladefelt på over 1 Tesla (T), der er mål for magnetisk fluxtæthed. Desuden er materialets curietemperatur høj, over 700°C.

I 1980'erne opfandt man magneter baseret på grundstoffet neodym (Nd2F14B), der hurtigt blev den dominerende type 'supermagnet'. Nd-magneter kan have overfladefelter på op til 1,4T, og har en meget høj modstand mod demagnetisering (høj koercivitet), men har til gengæld en ret lav curietemperatur på ca 350°C. De er blevet meget efterspurgte til fx generatorer i vindmøller, elmotorer til transportmidler, harddiske til lagring af data og meget andet, hvor kraftige permanente magneter, der ikke fylder meget, er en fordel.

Anvendelser

Kompas
Et simpelt, men fungerende kompas lavet med legetøj, der består af små stangmagneter og stålkugler.
Kompas
Af .
Licens: CC BY SA 3.0

Den første anvendelse af ferromagnetisk materiale var formentlig kompasset, der vandt indpas i Europa for omkring 900-1000 år siden, og som var et kolossalt fremskridt for navigation både til lands og til vands.

Siden har ferromagnetiske materialer fundet utallige anvendelser, som har været afgørende for mange tekniske fremskridt. Man kan blot nævne elektriske maskiner, måleinstrumenter, mikrofoner og højtalere.

Læs mere i Den Store Danske

Kommentarer

Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig