Por que os ímãs atraem os metais

Por que os ímãs atraem os metais

Os ímãs atraem os metais devido ao comportamento dos elétrons nos átomos do metal. A maioria dos metais, como ferro, cobalto e níquel, tem elétrons não emparelhados em suas camadas mais externas. Esses elétrons desemparelhados geram campos magnéticos minúsculos.

Quando um ímã é aproximado de um metal, o campo magnético do ímã faz com que os elétrons do metal se alinhem de forma a reforçar o campo do ímã. Esse alinhamento cria uma forte interação entre o metal e o ímã, fazendo com que eles se atraiam mutuamente.

Em metais ferromagnéticos (como o ferro), esse alinhamento é especialmente pronunciado, tornando-os fortemente magnéticos e mais propensos a serem atraídos por ímãs. A atração ocorre devido à interação entre o campo do ímã e os elétrons do metal, que está enraizada na mecânica quântica e nas propriedades magnéticas do material.

Quais materiais podem atrair metais

Os materiais são magnéticos se seus elétrons de valência se alinharem de uma maneira especial. É mais provável que isso aconteça em metais de transição, pois eles têm muitos elétrons de valência frouxos. O ferro, o cobalto e o níquel geralmente são magnéticos. O núcleo de ferro da Terra faz dela um ímã gigante, e os termos norte e sul são usados para descrever as duas direções de um campo magnético. O polo norte de um ímã é atraído pelo polo norte da Terra.

Os compostos também podem ser magnéticos. Um minério de ferro com a fórmula Fe3O4 encontrado em Magnesia, na Turquia, foi chamado de magnetita, e seu nome foi associado a essa propriedade incomum. Nos tempos medievais, a rocha era chamada de lodestone (já que "levará" ao norte) e era usada para navegação. As pessoas descobriram que agulhas de ferro ou aço podiam ser esfregadas na rocha para adquirir magnetização. Essas agulhas foram transformadas em bússolas de navegação.

Os ímãs de cerâmica, como ferro, cobalto e óxidos de cromo, são fabricados por metalurgia do pó. Pequenas partículas podem ser misturadas com polímeros para produzir ímãs de geladeira flexíveis ou revestidas com tiras de plástico para produzir fitas de gravação de áudio e vídeo. Fortes campos magnéticos são aplicados durante o processamento para alinhar os campos das partículas. A deposição de filmes finos em uma câmara de vácuo é usada para discos rígidos de computador.
As ligas podem produzir ímãs muito fortes. A primeira combinação bem-sucedida, alumínio-níquel-cobalto, foi descoberta na década de 1930. As ligas que contêm elementos de terras raras são ainda mais bem-sucedidas. Samário-cobalto e neodímio-ferro-boro são duas combinações comuns.
No início de 1800, descobriu-se que a corrente elétrica que passa por bobinas de fio cria um campo magnético. Os eletroímãs são usados em transformadores elétricos.
O magnetismo pode ser perdido quando um material é aquecido. Com o aquecimento, os elétrons ganham energia e podem se reorientar, perdendo seu alinhamento especial.

Lista de metais magnéticos: Tipos, propriedades e aplicações

Os metais magnéticos são materiais que exibem propriedades magnéticas, permanentemente ou quando expostos a um campo magnético externo. Esses metais podem ser classificados em tipos ferromagnéticos, paramagnéticos e diamagnéticos, cada um com comportamentos e aplicações distintos.

1. Metais ferromagnéticos (fortemente magnéticos)

Esses metais retêm sua magnetização e são fortemente atraídos por ímãs.

• Ferro (Fe) - O metal magnético mais comum, usado em eletroímãs, transformadores e aço estrutural.

• Níquel (Ni) - Usado em aço inoxidável, baterias recarregáveis (NiMH) e blindagem magnética.

• Cobalto (Co) - Essencial em ímãs de alto desempenho (por exemplo, AlNiCo, SmCo) e ligas aeroespaciais.

• Gadolínio (Gd) - Apresenta forte ferromagnetismo abaixo de 20°C, usado em agentes de contraste de ressonância magnética e armazenamento de dados.

• Ligas (AlNiCo, Permalloy, Aço) - O aço (Fe + C) é amplamente utilizado em motores, enquanto o AlNiCo (Al-Ni-Co-Fe) é encontrado em sensores e captadores de guitarra.

2. Ímãs de terras raras (ímãs permanentes mais fortes)

São ligas que contêm elementos de terras raras e oferecem uma força magnética excepcional.

• Neodímio (NdFeB) - O ímã comercial mais forte, usado em discos rígidos, veículos elétricos e turbinas eólicas.

• Samário-Cobalto (SmCo) - Estabilidade em alta temperatura, usado em aplicações aeroespaciais e militares.

3. Metais paramagnéticos (fracamente atraídos por ímãs)

Esses metais são magnéticos somente sob um campo externo e perdem o magnetismo quando removidos.

• Alumínio (Al) - fracamente paramagnético, usado em aplicações estruturais não magnéticas.

• Platina (Pt) - Usada em dispositivos médicos e células de combustível.

• Manganês (Mn) - Aumenta a resistência do aço e é usado em baterias de íons de lítio.

4. Metais diamagnéticos (repelidos por ímãs)

Esses metais geram um campo magnético oposto quando expostos a um ímã.

• Cobre (Cu) - Usado em fiação elétrica e máquinas de ressonância magnética devido às suas propriedades não magnéticas.

• Ouro (Au) e prata (Ag) - Usados em eletrônicos e implantes médicos em que a interferência magnética deve ser evitada.