Magnetismus von Eisen vs. Stahl: Die Unterschiede verstehen

Einleitung

Magnetismus tritt auf, wenn Elektronen in einem Atom alle in dieselbe Richtung ausgerichtet sind. Er variiert je nach chemischer Struktur verschiedener Verbindungen. Atome oder Verbindungen mit magnetischen Eigenschaften werden als diamagnetisch, paramagnetisch, ferro­magnetisch oder ferri­magnetisch eingestuft. Eisen und Stahl sind möglicherweise die am weitesten verbreiteten Metalle in der Industrie. Beide haben magnetische Eigenschaften, die sich in Art, Stärke und Dauer des Magnetismus unterscheiden.

Arten von Magnetismus

Verbindungen mit Atomen, die nur gepaarte Elektronen enthalten, wie Wasserstoff, werden als diamagnetisch bezeichnet. Paramagnetische Verbindungen wie Aluminium haben ungepaarte Elektronen, sind aber dennoch schwach magnetisch wie diamagnetische Verbindungen, da die Elektronenausrichtung durch thermische Vibration gestört wird. Ferro­magnetismus liegt vor, wenn ungepaarte Elektronen in benachbarten Atomen ebenfalls gemeinsam ausgerichtet sind, während Ferri­magnete meist die Oxide ferro­magnetischer Atome oder Verbindungen sind.

Eisen und Ferro­magnetismus

Eisen wird als ferro­magnetisch eingestuft. Ferro­magnetische Materialien haben die höchste magnetische Permeabilität im Vergleich zu anderen Magnettypen. Dazu gehören andere Metalle wie Nickel und Kobalt. Ferro­magnetische Verbindungen haben die weiteste Verbreitung als Magnete. Ähnlich wie Paramagnete sind ferro­magnetische Verbindungen anfällig für thermische Vibration und verlieren oberhalb bestimmter Temperaturen ihren Magnetismus. Ihre magnetischen Eigenschaften hängen auch von der Reinheit des Metalls ab.

Stahl

Stahl ist ein allgemeiner Begriff für Eisenlegierungen. Seine Eigenschaften variieren je nach Art des in der Legierung enthaltenen Metalls. Es ist eine starke Substanz mit hoher elektrischer Leitfähigkeit. Aufgrund des Vorhandenseins von Eisen wird Stahl ebenfalls als ferro­magnetisch betrachtet, obwohl seine magnetischen Eigenschaften sich von denen von Eisen unterscheiden.

Unterschiede zwischen Eisen und Stahl

Eisen wird relativ schnell magnetisiert. Allerdings verlieren Eisensorten einschließlich Weicheisen ihren Magnetismus genauso schnell wieder. Diese Eigenschaften sind besonders nützlich, wenn starke, aber vorübergehende Magnete benötigt werden, wie etwa Elektromagnete. Stahl benötigt deutlich länger, um magnetisiert zu werden, behält seinen Magnetismus aber für viel längere Zeiträume bei. Diese Eigenschaft, genannt hohe Remanenz, ermöglicht es, Stahl als Dauermagnet zu verwenden.