Inhalt
- TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
- Ferrimagnetismus und der erste Kompass
- Ferromagnetismus: Starke Permanentmagnete
- Erster Unterschied: Curie-Temperatur
- Zweiter Unterschied: Ausrichtung magnetischer Domänen
Ferromagnetismus und Ferrimagnetismus sind beide Formen des Magnetismus, der bekannten Kraft, die bestimmte Metalle und magnetisierte Objekte anzieht oder abstößt. Die Unterschiede zwischen den beiden Eigenschaften treten im mikroskopischen Maßstab auf und finden außerhalb eines Klassenzimmers oder eines wissenschaftlichen Labors nur wenig Diskussion. Ferromagnete und Ferrimagnete sind beide im Vergleich zu anderen Arten von Magneten relativ stark und haben in der menschlichen Geschichte eine bedeutende Rolle gespielt.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Magnete aus Magnetit, einem ferrimagnetischen Material, haben viel schwächere Magnetfelder als solche aus Eisen und Nickel, die ferromagnetisch sind.
Ferrimagnetismus und der erste Kompass
Ferrimagnetismus tritt in einem Eisenoxid namens Magnetit mit der chemischen Formel Fe3O4 auf. Das Mineral ist historisch bedeutsam, weil die Menschen vor Jahrtausenden entdeckten, dass natürlicher Magnetitlagerstein im Wasser immer nach Norden zeigte und so den ersten Navigationskompass bildete. Der Magnetismus ist das Ergebnis der Ausrichtung winziger Bereiche im Material, die als "magnetische Domänen" im Material bezeichnet werden. Für den Ferrimagnetismus liegen benachbarte magnetische Domänen in entgegengesetzten Richtungen. Normalerweise hebt die umgekehrte Reihenfolge das gesamte Magnetfeld eines Objekts auf; Bei einem Ferrimagneten ermöglichen jedoch kleine Unterschiede zwischen benachbarten Domänen ein Magnetfeld.
Ferromagnetismus: Starke Permanentmagnete
Ferromagnetismus tritt in einigen Elementen wie Eisen, Nickel und Kobalt auf. In diesen Elementen richten sich die magnetischen Domänen in derselben Richtung und parallel zueinander aus, um starke Permanentmagnete zu erzeugen. Kürzlich wurde festgestellt, dass Seltenerdelemente wie Neodym den Ferromagnetismus stark verstärken, was zu leistungsstarken, kompakten Permanentmagneten führt.
Erster Unterschied: Curie-Temperatur
Objekte werden magnetisiert, wenn sich eine große Anzahl mikroskopisch kleiner magnetischer Domänen so ausrichtet, dass sich ihre einzelnen winzigen Magnetfelder addieren und ein größeres Feld bilden. Bei hohen Temperaturen jedoch vibrieren und zittern die Atome im Objekt stark, wodurch die Ausrichtung gestört und das Magnetfeld beseitigt wird. Wissenschaftler bezeichnen die Temperatur, bei der dies auftritt, als Curie-Punkt oder Curie-Temperatur. Im Allgemeinen haben ferromagnetische Materialien, bei denen es sich üblicherweise um Metalle oder Metalllegierungen handelt, höhere Curie-Temperaturen als ferrimagnetische Materialien. Beispielsweise hat das ferromagnetische Metall Kobalt eine Curie-Temperatur von 1.131 Grad Celsius (2.068 F) gegenüber 580 Grad Celsius (1.076 F) für Magnetit, das ein Ferrimagnet ist.
Zweiter Unterschied: Ausrichtung magnetischer Domänen
Einige magnetische Domänen in einem ferrimagnetischen Material weisen in die gleiche Richtung und einige in die entgegengesetzte Richtung. Beim Ferromagnetismus zeigen sie jedoch alle in die gleiche Richtung. Für einen Ferromagneten und einen Ferrimagneten der gleichen Größe hat der Ferromagnet daher wahrscheinlich ein stärkeres Magnetfeld.