Vai alumīnijs ir magnētisks metāls?

Vai alumīnijs ir magnētisks metāls?

Ja jūs kādreiz esat brīnījies: “vai alumīnijs ir magnētisks metāls?”, īsa, zinātniski pamatota atbilde ir šāda: nē, alumīnijs nav magnētisks tādā veidā, kādā lielākajai daļai cilvēku liekas. Ja jūs pievietojat parasto magnētu alumīnija gabalam—vai nu tas būtu limonādes kārba vai alumīnija folija—jūs pamanīsiet, ka tam nav pielīmēšanās vai acīmredzamas pievilkšanas pazīmju. Tas var šķist mulsinoši, īpaši tad, kad redzat, ka magnēts, krītot caur alumīnija cauruli, palēnina kustību vai, pārvietojoties pa biezu alumīnija plāksni, slīd ar pretestību. Tātad, kas patiesībā notiek?

Alumīnijs normālos apstākļos nepielīp pie magnētiem, lai gan tehniski to klasificē kā vāji paramagnētisku.

Lai saprastu, kāpēc alumīnijs uzvedas šādi, jāapskata magnētisma pamati. Ne visi metāli ir magnētiski, un ne visi magnētiskie efekti nozīmē, ka materiāls patiešām ir magnētisks. Apskatīsim magnētisma veidus, lai redzētu, kurā kategorijā iederas alumīnijs.

Magnētisma veidi, kas izskaidroti

Kā parādīts augstāk, aluminija klasifikācija ir paramagnētisks : tam ir ļoti vāja un pagaidu pievilkšanās spēcīgiem magnētiskiem laukiem, taču tā ir tik niecīga, ka to nevar pamanīt ar ledusskapja magnētu vai pat ar lielāko daļu rūpniecisko magnētu. Tas attiecas arī uz citiem metāliem, piemēram, varu un titānu.

Kāpēc magnēti uzvedas savādi ap alumīniju

Šeit sākas sarežģījumi. Ja jūs kādreiz redzējāt, kā magnēts lēni krīt caur alumīnija cauruli vai sajutāt pretestību, pārvietojot stipru magnētu pa biezu alumīnija virsmu, jūs varbūt brīnāties, vai jautājums „vai alumīnijs ir magnētisks jā vai nē” patiešām ir tik vienkāršs. Atbilde tomēr ir nē – šos efektus izraisa inducētās strāvas (saucas par virpuļstrāvām), nevis patiesu magnētisku pievilkšanu. Alumīnijs nevelk magnētu; tā vietā, kustīgs magnēts izraisa īslaicīgas elektriskās strāvas metālā, kas rada savu magnētisko lauku, kas pretojas kustībai. Tāpēc ledusskapja magnēta tests vienībā neatrisina, vai metāls ir magnētisks.

Kādi metāli ikdienā nav magnētiski?

Tātad, kāds metāls nav magnētisks? Ikdienas dzīvē vairāki metāli iekrīt šajā kategorijā. Papildus alumīnijam nepieciešamie ne-magnētiskie metāli ietver varu, misiņu, bronzu, zeltu, sudrabu un cinku. Šie materiāli nepievienojas magnētiem un bieži tiek izvēlēti pielietojumiem, kur jāizvairās no magnētiskas ietekmes – domājiet par elektroniku, aviāciju un pat virtuves piederumiem. Piemēram, ja jūs jautājat: „vai alumīnija folija ir magnētiska?”, atbilde ir nē; alumīnija folija netiks pievilta pie magnēta, lai gan tā var salocīties vai kustēties statiskā elektrība vai gaisa plūsmas dēļ.

• Alumīnijs pret dzelzi: Īsi izklāstīts
• Alumīnijs ir paramagnētisks: magnēti nesaplūst ar alumīniju normālos apstākļos
• Dzelzs ir feromagnētiska: magnēti stipri saplūst, un dzelzs var kļūt par magnētu
• Alumīnijs bieži tiek izmantots vietās, kur jāsamazina magnētiskās ietekmes
• Dzelzi izmanto vietās, kur nepieciešamas stipras magnētiskas ietekmes, piemēram, motoros un transformatoros
• Magnētu pārbaudes ar ledusskapja magnētiem ir uzticamas attiecībā uz dzelzi, bet neattiecas uz alumīniju vai varu

Kopsavilkumā, ja vēlaties zināt, vai magnēti saplūst ar alumīniju vai vai magnēts pielips pie alumīnija, atbilde ir nē – tā nenotiks. Ja meklējat, kura metāla nav magnētiska, alumīnijs ir pirmais piemērs. Un, ja joprojām brīnāties, vai alumīnijs ir magnētisks, atcerieties: lai gan tas ir tehniski paramagnētisks, ikdienas dzīvē tas izturas kā nemagnētisks metāls. Papildinformāciju par magnētisma veidiem skatiet Stanford Magnets .

Ko saka fizika par alumīniju

Alumīnijs ir vāji paramagnētisks

Kad jūs jautājat: „vai alumīnijs ir magnētisks materiāls?”, atbilde ir atkarīga no tā atomu struktūras un no veida, kā tā mijiedarbojas ar magnētiskajiem laukiem. Alumīnijs tiek klasificēts kā paramagnētisks . Tas nozīmē, ka tam ir ļoti niecīga, pagaidu pievilcība pret magnētisko lauku, taču šis efekts ir tik vājš, ka ikdienas dzīvē to nevar pamanīt. Saskaņā ar dzelzi vai tēraudu, kas ir spēcīgi magnētiski, alumīnija reakcija ir smalka un īslaicīga — tik smalka, ka ledusskapja magnēts vienkārši noslīd nost vai vispār nepieķeras.

Praksē alumīnijs neuzturēs ledusskapja magnētu, lai gan teorētiski tas ir magnētisks materiāls mikroskopiskā līmenī.

Magnētiskā caurlaidība pretī susceptibilitātei

Skatās sarežģīti? Izskaidrosim vienkārši. Divi galvenie jēdzieni izskaidro, kāpēc alumīnijs izturas tā, kā tas to dara: magnētiskā susceptibilitāte un magnētiskā prāptspēja :

• Magnētiskā susceptibilitāte mēra, cik lielā mērā materiāls kļūst par magnētisku, kad to ievieto magnētiskajā laukā. Alumīnijam šī vērtība ir pozitīva, taču ļoti maza — tāpēc tā magnētiskums ir tikko jūtams.
• Magnētiskā prāptspēja apraksta, cik labi materiāls veicina magnētiskā lauka veidošanos tajā pašā. Paramagnētiskiem materiāliem, piemēram, alumīnijam, alumīnija magnētiskā caurlaidība ir tikai nedaudz lielāka nekā brīvā telpa (gaisa), padarot tās efektu lielākajā daļā pielietojumu niecīgu.

Patiesībā, kā izskaidroja Tekasas universitātes Fizikas katedra, alumīnija un citu paramagnētisko materiālu caurlaidība ir tik tuvu brīvās telpas vērtībai, ka to magnētiskās īpašības var droši ignorēt lielākajā daļā inženierzinātņu pielietojumu.

Kāpēc alumīnijs nav feromagnētisks

Tātad, kāpēc alumīnijs nav magnētisks tādā pašā veidā kā dzelzs vai niķelis? Atbilde slēpjas tā elektronu konfigurācija . Alumīnija elektroni ir izvietoti tā, ka to mikroskopiskie magnētiskie momenti neizlīdzinās organizētā, pastiprinošā veidā. Bez šīs ilgākās kārtības, nav spēcīgas, pastāvīgas magnētiskās īpašības — tikai vāja, pagaidu ietekme, kas izzūd brīdī, kad ārējais lauks tiek noņemts. Tāpēc alumīnijs ir paramagnētisks, nevis feromagnētisks.

• Alumīnija vājā magnētiskā iedarbe nozīmē, ka tā netraucēs jutīgus sensorus vai elektroniku.
• Tās nefereferomagnētiskā daba to padara par ideālu materiālu EMI (elektromagnētiskās iedarbības) aizsardzībai.
• Alumīnijs ir saderīgs ar magnētiskajiem sensoriem un MRI vide, jo tas neizkropļo spēcīgus magnētiskos laukus.

Ja meklējat uzticamus skaitļus, konstatēsiet, ka alumīnija magnētiskā caurlaidība gandrīz precīzi atbilst gaisa caurlaidībai, un tās jutība ir pozitīva, taču ļoti maza – šos datus apstiprina akadēmiskie un inženierzinātņu rokasgrāmatas. Lielākajai daļai lietotāju tas nozīmē, ka alumīnijs faktiski ir nemagnētisks materiāls, lai gan atomu līmenī tas tehniski ir paramagnētisks.

Nākamajā solī aplūkosim, kāpēc magnēti dažkārt izturas dīvaini ap alumīniju un kā varat pārbaudīt šos efektus mājās, neizmantojot īpašas iekārtas.

Kāpēc magnēti izturas dīvaini ap alumīniju

Virsplūdes straumes vienkāršā izteiksmē

Vai kādreiz izmēģinājāt iekrist stipru magnētu caur alumīnija cauruli un novērojāt, kā tas palēninās, it kā ar maģijas palīdzību? Vai pamanījāt, ka magnēts slīd ar pretestību pāri alumīnija plāksnei, pat tad, kad tas nekad nepievienojas? Ja esi izmēģinājis šos eksperimentus, iespējams, brīnījies: vai magnēti darbojas uz alumīniju vai arī notiek kaut kas cits?

Šeit ir noslēpums: alumīnijs nav magnētisks metāls tradicionajā nozīmē, taču tas var mijiedarboties ar magnētiem pārsteidzošos veidos. Cietējs ir parādība, kas pazīstama kā virsstrāvas . Kad magnēts kustas tuvāk vai iekšā vadītājam, piemēram, alumīnijam, tā magnētiskais lauks maina vides ap metālu. Saskaņā ar Lenca likumu , šīs izmaiņas rada vijīgas strāvas – virsstrāvas – alumīnijā. Šīs strāvas rada savus magnētiskos laukus, kas pretojas magnēta kustībai, izraisot vilciena spēku. Bet svarīgi – tas nav tas pats, kas magnēta pievilkšana uz alumīniju vai alumīnija iemagnētošanās.

Magnēta krišana caur alumīnija cauruli

1. Sagatavojiet materiālus: Jums būs vajadzīgs stiprs neodīma magnēts un vertikāla alumīnija caurules vai gludas sienas kārbas (bez tērauda daļām).
2. Nometiet magnētu: Turiet cauruli vertikāli un nometiet magnētu caur tās centru. Skatieties, kā tas krīt.
3. Novērojiet: Magnēts krīt daudz lēnāk nekā tas būtu gaisā vai plastmasas caurulē. Tas nekad nepielīp pie alumīnija, un caurule arī nepievilkt magnētu, kad tas atrodas miera stāvoklī.
4. Salīdziniet: Ja caur to pašu cauruli nometat nemagnētisku priekšmetu (piemēram, koka stieni vai alumīnija cilindru), tas izkrīt ar parasto ātrumu.

Šo klasisko demonstrāciju, kuru aprakstījis Exploratorium , parāda, ka magnēti pielīp pie alumīnija tikai izskatā — nevis patiesas magnētiskās pievilkšanas dēļ, bet gan pretestības, ko rada inducēti strāvas. Ja vēlaties izmēģināt pats, mēģiniet izmērīt laiku, kad magnēts krīt caur alumīnija cauruli, un salīdziniet ar krišanu caur ne-metāla cauruli. Redzēsit, ka, lai gan jautājums par to, vai magnēti pielīp pie alumīnija, ir izplatīts, atbilde ir vairāk saistīta ar fiziku nekā ar pievilkšanu.

Magnēta slīdēšana pa alumīniju: pretestība bez pielīpšanas

1. Sameklējiet biezu, līdzenas alumīnija gabalu (piemēram, plāksni vai bloku).
2. Uz virsmas noliek stipru magnētu un to stingri pabīda pa alumīniju.
3. Ievērojiet radīto pretestību: Jūs sajutīsiet pretestību, it kā magnēts slīdētu caur sīrupu. Taču tiklīdz palaidīsiet vaļā, magnēts nošļūk nost — nav pielīpšanas efekta.
4. Izprobat to pašu ar tēraudu: Magnēts pieķersies un pielīmēsies pie tērauda, bet ne pie alumīnija.

Šie eksperimenti parāda, kāpēc jautājums, kāpēc alumīnijs nav magnētisks, ir praktisks jautājums. Vilci izraisa vijurstrāvas, nevis alumīnija īpašības kā magnēta alumīnijs. Tātad, vai magnēti pievelk alumīniju? Ne ikdienas nozīmē — to, ko jūtat, ir pretestība, ne pievilkšana.

Šos efektus rada inducētās vijurstrāvas alumīnijā, nevis īstā magnētisms — tāpēc magnēts, kas pielīp pie alumīnija, normālos apstākļos nav iespējams.

Kā interpretēt palēninājumu bez pielīpšanas

Ja jūs joprojām brīnāties, vai magnēti pieķeras pie alumīnija vai nē, šie eksperimenti to skaidri parāda: atbilde ir nē. Novērotā kavēšana un vilkme ir saistīta ar pagaidu elektriskajām straumēm, kas alumīnijā rodas, kad magnēts pārvietojas. Šīs straumes pretojas magnēta kustībai (pateicoties Lencu likumam), taču tās neizraisa metāla iemagnētišanos vai pievilkšanu magnētam, kad tas atrodas nekustīgā stāvoklī. Tāpēc jūs nekad neatradīsiet magnētu, kas pieķertos pie alumīnija tāpat kā pie dzelzs vai tērauda.

• Vienmēr rūpīgi apieties ar stipriem magnētiem.
• Uzvelciet cimdus, lai izvairītos no pirkstu saspiešanas starp magnētiem.
• Turiet magnētus prom no elektronikas un kredītkartēm.
• Eksperimentu laikā ar magnētiem cieši uzraudziet bērnus.
• Aizsargājiet acis no iespējamām skaidām vai saplīšanas.

Kopsavojot, kaut arī var likties, ka magnēti iedarbojas uz alumīniju, jo dramatici palēnina kustību vai rada pretestību, patiesībā alumīnijs nav magnētisks. Efekts, kuru redzat, ir inducēto strāvu rezultāts, nevis pievilkšana. Tālāk mēs parādīsim divas vienkāršas metodes, kā mājās uzticami atšķirt alumīniju no magnētiskajiem metāliem, lai jūs neapmānītu šie fizikas triki.

Kā noteikt, vai metāls ir alumīnijs

Uzticamas magnētu pārbaudes mājās

Kad šķirojat metāllūžņus, veicat DIY projektu vai vienkārši vēlaties uzzināt, kas atrodas jūsu virtuves atvilktnē, jūs varat jautāt: vai magnēti pielīp pie alumīnija? Vai vispār magnēts pielīp pie alumīnija? Atbilde, kā jau redzējāt, parastajos apstākļos ir nē — tomēr jūs varat maldināt mulsinoši efekti. Lai mājās uzticami identificētu alumīniju, izmēģiniet šīs divas vienkāršas metodes, kas izvairās no biežākajām magnētu pārbaudes kļūdām.

Divpakāpju verifikācija, lai izvairītos no kļūdaini pozitīviem rezultātiem

1. Viegla magnētu pārbaude
   1. Izmēģiniet ledusskapja magnētu uz tīru, līdzenas metāla daļas. Ja tas stingri pielīp, iespējams, ka jūs darāt darīšanu ar tēraudu, nevis ar alumīniju.
   2. Ja nav pielipšanas paņemiet spēcīgu neodīma magnētu. Turiet to pret metālu un uzmanīgi pārvietojiet pa virsmu. Jūs varat just nelielu pretestību, taču magnēts nepiesišķosies vai nepiesišķosies. Šo pretestību izraisa virdzes straumes - nevis patiesa magnētiska pievilkšana. Ja jūs brīnāties: "vai magnēti pielīpīs alumīnijam?" - šis pārbaudes skaidri parāda, ka tā nav.
   3. Ievērojiet atšķirību: Ja jūs to atkārtojat uz tērauda priekšmeta, magnēts cieši pieķersies un pretojas slīdēšanai.
   4. Pārbaudiet svara un izmēra attiecību: Alumīnijs ir daudz vieglāks nekā tērauds vienādā izmērā. Ja neesat pārliecināts, salīdziniet ar līdzīgu tērauda priekšmetu un sajūtiet atšķirību.
   5. Maziem piederumiem, piemēram, apakšgredzeniem, jūs varat brīnīties: "vai alumīnija apakšgredzenam ir magnētisks efekts?" Izmantojiet tās pašas darbības: nav pielipšanas nozīmē, ka tā nav tērauda. Ja tas ir viegls un neatrauj magnētu, iespējams, ka tā ir alumīnijs.
2. Magnēta krišanas laika pārbaude
   1. Sagatavojiet vertikālu kanālu izmantojot apgrieztu alumīnija kārbu, cauruli vai noteku segmentu. Pārliecinieties, ka tā ir tīra un bez tērauda stiprinājumiem.
   2. Nometiet neodīma magnētu caur kanālu un noskatieties, kā tas krīt. Magnēts nokritīs daudz lēnāk nekā tas darītu gaisā vai nevadošā caurulē, taču tas nekad nepiesaistīs alumīniju. Tas ir vijurstrāvas pretestības efekts.
   3. Salīdziniet ar nevadošu cauruli: Nometiet to pašu magnētu caur plastmasas vai kartona cauruli līdzīgā garumā. Tā krīt tieši cauri ar normālu ātrumu.
   4. Opcionāli: Ja jums ir tērauda caurule, izmēģiniet arī to — šeit magnēts pielips vai pēkšņi apstāsies, parādot skaidru atšķirību.
   5. Pierakstam: vai alumīnija folija ir magnētiska? Nē. Alumīnija folija var saburzīties vai kustēties no statiskā elektrība, bet tā nepiesaistīs vai nepiesienušies pie magnēta.

Gaidāmie rezultāti un to pierakstīšana

• Alūminija: Magnēts nepielīp. Slīdēšana rada pretestību, bet nevelk pie sevis. Magnēts lēni krīt caur cauruli, nekad neuzlīp. Metāls ir viegls attiecībā pret tā izmēru.
• Dzelzs: Magnēts pielīp cieši. Slīdēšana ir grūta, jo spēcīga pievilkšana. Magnēts nekrīt caur tērauda cauruli; tas pielīp. Metāls šķiet smags attiecībā pret saviem izmēriem.
• Citi neuzmagnētiskie metāli (vara, misiņš): Vedas kā alumīnijs — nepielīp, iespējama vilkšanās, viegls līdz vidēja svara.
• Apļi un mazie piederumi: Ja testējat aploci un jautājat: "vai alumīnija aploce ir magnētiska?" — neuzlīpšana nozīmē, ka tā nav tērauda.

Alumīnija folija var saburzīties vai pārvietoties, kad tā ir tuvu magnētam, bet tā nepiesaistīs un neuzlīpīs — apstiprinot, ka alumīnijs nav magnētisks, pat plānās plēves formā.

Lai panāktu labākos rezultātus, vienmēr ņemiet vērā magnēta veidu (ledusskapja vai neodīma), metāla biezumu un vai virsma ir tīra. Tas palīdz nodrošināt atkārtotus rezultātus un izvairīties no iespējamiem pārpratumiem, ko rada slēptas tērauda daļas vai piesārņojums. Ja jebkad šaubāties par to, kam magnēti pieķersies, atcerieties: magnēti pieķeras dzelzij un tēraudam, bet ne alumīnijam. Ja atrodat priekšmetu, kas pieķeras alumīnijam kā magnēts, pārbaudiet, vai tajā nav slēptu stiprinājumu vai dzelzs iekļaujumu.

Kopsavilkumā, šie vienkāršie mājas apstākļu testi palīdzēs jums pārliecināti atbildēt uz jautājumu: vai alumīnijs pieķersies magnētam? Jūtamo pretestību neizraisa patiesa pievilkšana, un parastās apstākļos nav iespējams, ka magnēts pieķertos alumīnijam. Ja joprojām šaubāties, nākamajā sadaļā parādīts, kā novērst neskaidrus rezultātus laukā un izvairīties no tipiskām kļūdām, identificējot nemagnētiskos metālus.

Kā precīzi noteikt alumīnija magnētiskumu

Instrumenta izvēle: Gausmetrs, VSM vai SQUID?

Kad jums jāpārsniedz virtuves eksperimenti un patiešām jāizmēra alumīnija vājā magnētiskā parādība, pareizs instruments rada lielu atšķirību. Šķiet sarežģīti? Sadalīsim to sastāvdaļās. Vairums ikdienā lietoto magnētu un rokas pārbaudītāju nevar noteikt alumīnija vājo paramagnētismu. Tā vietā ir nepieciešami specializēti laboratorijas rīki, kuriem katram ir savas priekšrocības:

Parauga sagatavošana un orientācija: Uzticamu datu iegūšana

Iedomājieties, ka jūs uzstādāt eksperimentu. Lai iegūtu precīzus datus par alumīnija magnētisko caurlaidību vai lai noteiktu alumīnija magnētiskās īpašības, precīza parauga sagatavošana ir būtiska. Šeit ir veids, kā varat nodrošināt uzticamus rezultātus:

1. Apstrādājiet tīru, viendabīgu alumīnija paraugu ar zināmu ģeometriju (labākajā gadījumā VSM un SQUID izmantojiet plakanas, paralēlas virsmas).
2. Noņemiet magnetizētību no jebkādiem tuvumā esošiem feromagnētiskiem rīkiem vai arī montāžas, lai izvairītos no izkliedētiem laukiem, kas piesārņo jūsu mērījumus.
3. Ierakstiet fona un tukšos signālus pirms parauga ieviešanas. Tas palīdz atņemt vides troksni un instrumenta novirzes.
4. Skenējiet magnētisko lauku un temperatūru ja jūsu instruments to atļauj. Paramagnētiskas ietekmes (piemēram, alumīnijā) bieži mainās atkarībā no temperatūras, tāpēc šo datu iegūšana var apstiprināt jūsu rezultātus un izslēgt mānus.
5. Paziņojiet par caurlaidīgumu ar nenoteiktību un instrumenta iestatījumiem. Vienmēr dokumentējiet lauka stiprumu, temperatūru un parauga masu, lai nodrošinātu reproducējamību.

Lai iegūtu soļu pa solim veiktus protokolus un kalibrēšanas padomus, skatiet universitātes laboratorijas rokasgrāmatas vai sīki izstrādātās procedūras, kas aprakstītas UMass Amherst Chem242 eksperimentu rokasgrāmatā .

Kā interpretēt gandrīz nulles signālus: uz ko jāpievērš uzmanība

Mērot alumīniju, bieži vien iegūst signālus, kas ir tik tuvu nullei, ka var radīties šaubas, vai instruments vispār darbojas. Neuztraucieties – tas ir paredzēts! Alumīnija magnētiskā caurlaidība ir ļoti tuvu brīvās telpas caurlaidībai. Saskaņā ar autoritatīviem inženierzinātnu avotiem, alumīnija relatīvā caurlaidība ir ļoti tuvu 1 (aptuveni 1,000022), kas nozīmē, ka tas gandrīz neveicina magnētiskā lauka veidošanos tajā pašā (skatīt Engineering Toolbox) . Tāpēc termins "alumīnija magnētiskā caurlaidība" bieži tiek lietots, lai uzsvērtu, cik niecīga ir tā reakcija.

Ja novērojat jebkādu ievērojamu histērēzi vai paliekamu magnētismu savos mērījumos, iespējams, ka Jūsu paraugs ir kontaminēts vai satur sakausējuma fāzes – tīrs alumīnijs nedrīkst rādīt šādus efektus.

Kopsavojot, lielākā daļa laboratorijas klases mērījumu par alumīnija caurlaidību dos vērtības, kas gaisam ir neatšķiramas. Ja jums ir nepieciešami precīzi dati inženieraprēķiniem vai pētījumiem, konsultējieties ar jaunākajām NIST datu bāzēm vai ASM rokasgrāmatām, kas nodrošina standartizētas vērtības un ieteiktos mērīšanas protokolus. Šie resursi ir zelta standarts ziņojumu sagatavošanai alumīnija magnētiskā caurlaidība un saistītās īpašības zinātniskās un industriālās jomās.

Tālāk apskatīsim reālās izņēmuma situācijas un sakausējumu ietekmi – jo reizēm alumīnijam līdzīgs materiāls var pārsteigt ar negaidītu magnētisko uzvedību.

Kad alumīnija detaļas šķiet magnētiskas

Sakausējumi un kad jāaizdomājas par magnētisko uzvedību

Vai jebkad paņēmāt alumīnija gabalu un konstatējāt, ka tam pielīp magnēts – vismaz vienā vietā? Izklausās mulsinoši, vai ne? Ja jūs brīnāties: “kāpēc lielākajā daļā gadījumu alumīnijs nav magnētisks, taču reizēm šķiet, ka tas piesaista magnētus?”, atbilde slēpjas sīkajās niansēs: patiesībā alumīnijs reti kad ir 100% tīrs, un slēpti faktori var izraisīt maldinošus rezultātus.

Pats par sevi alumīnijs tiek klasificēts kā alumīnijs nav magnētisks visiem praktiskiem nolūkiem. Tomēr sakausējumi, virsmas piesārņojums vai iestrādāti elementi var radīt lokālas vietas, kur magnēts šķietami pielīp. Apskatīsim iemeslus, lai varētu atšķirt patiesību no maldinošiem rezultātiem.

Piepildījumi un stiprinājumi, kas maldina

• Iestrādāti tērauda skrūves, veplis vai stiprinājumi: Tie ir spēcīgi magnētiski un var likt nelīdzētām daļām izskatīties, ka tās piesaista magnētu.
• Dzelzs vai niķeļa ieslēgumi sakausējumā: Sekas—reizēm no atkārtoti izmantotiem izejmateriāliem vai apstrādes atlikumiem—var radīt mazus magnētiskus karstos punktus, pat ja lielākā daļa materiāla paliek nemagnētiska.
• Tērauda skaidas vai šķīduma putekļi: Netīrumi no darbnīcas grīdas var iestrādāt feromagnētiskas daļiņas maigā alumīnijā apstrādes vai urbšanas laikā.
• Krāsotas vai pārklātas virsmas: Dažreiz nemagnētisks pārklājums vai atlikums var saturēt magnētisku materiālu, kas maldina jūsu magnēta testu.
• Izveidotas vai saliektas zonas: Liešana vai apstrāde to nē neizdara alumīniju magnētisku, taču tā var atklāt iestrādātus atlikumus.
• Virsma: Vai anodētais alumīnijs ir magnētisks? Nē—anodēšanas process tikai izveido aizsargpārklāju un nemaina pamatā esošās magnētiskās īpašības.

Tātad, ja jebkad jautājat: "vai alumīnijs pielīp pie magnēta?" un atklājat, ka tā ir, pirms secināt, ka alumīnijs pats par sevi ir magnētisks, pārbaudiet šos avotus.

Sērijas pārskats un praktiskie karogi

Ne visi alumīnija sakausējumi ir vienādi, taču pat ar pievienotām sastāvdaļām, alumīnijs ir magnētisks vai nemagnētisks joprojām ir praktisks jautājums. Šeit ir ātrais ceļvedis par parastajām sakausējumu grupām un to, ko var gaidīt:

Kā parādīts, neviens no standarta leģēšanas elementiem nepadara alumīniju magnētisku. Pat ar varu, magniju, silīciju vai cinku, bāzes alumīnijs paliek nemagnētisks. Ja jebkad rodas šaubas, atcerieties: alumīnijs nav magnētisks ir likums, nevis izņēmums (Shengxin Aluminium) .

Ja magnēts šķiet pielīmējies pie alumīnija, aizdomās par kontamināciju, sakausējuma ieslēgumiem vai slēptām tērauda daļām — nekad neuzskatiet, ka alumīnijs pats par sevi ir magnētisks.

Kopsavilkumā, lai gan ir vilinoši jautāt: "vai alumīnijs piesaista magnētus" vai "vai alumīnijs tiek piesaistīts magnētiem", patiesībā tīrs alumīnijs un tā standarta sakausējumi neuzvedas kā feromagnētiski metāli. Jebkura izņēmums, kuru novērojat, gandrīz vienmēr izriet no ārējiem faktoriem, nevis no iekšējā metāla. Tālāk mēs aplūkosim praktiskus soļus identifikācijai terenā, kad magnētu testi rada neskaidrus signālus.

Identifikācijas problēmu novēršana terenā

Pakāpeniska identifikācija, kad magnētu tests neizdodas

Vai jebkad atradāt kādu metāla atlikumu un brīnījāties: „kāds metāls nav magnētisks?” vai „kāda veida metāls nav pievilcīgs magnētiem?” Parasti vispirms pa rokai ir magnēts, taču, kad rezultāts ir nenoteikts — nav acīmredzama pielīmēšanās, bet nav arī skaidra atbilde — kas tad? Šeit ir vienkārša, soli pa solim veidota lēmumu koksne, kā pārliecinoši identificēt alumīniju un citus nemagnētiskus metālus reālās situācijās, piemēram, metāllūžņu uzņēmumos vai remonta darbnīcās.

1. Magnēta pielīmēšanās pārbaude: Uzlieciet stipru magnētu (ledusskapja vai neodīma) uz tīras, līdzenas metāla vietas. Ja tas stingri pielīp, metāls, iespējams, ir dzelzs, tērauds vai cits feromagnētisks sakausējums. Ja nē, pāriet uz nākamo soli.
2. Slīdēšanas pretestības tests: Pārvietojiet magnētu pa virsmu. Ja jūtat gludu pretestību, bet nav pielīmēšanās, iespējams, tas ir labs elektriskais vadītājs — alumīnijs vai varš — nevis magnētisks metāls. Šo pretestību izraisa virdzes straumes, nevis pievilkšanas spēks.
3. Krāsa un oksīds vizuāli: Izpētiet metāla krāsu un virsmas oksidāciju. Alumīnijs parasti ir sudrabbaltas vai pelēks ar matētu virsmu un veido plānu baltīgu oksīda slāni. Tērauds var būt sarkanīgi brūns ar rūsas pazīmēm, bet vara ir sarkanīga un var veidot zaļganu pārklāju.
4. Blīvuma noteikšana ar svaru salīdzināšanu: Paņemiet priekšmetu rokā un salīdziniet tā svaru ar līdzīga izmēra tērauda detaļu. Alumīnijs ir daudz vieglāks nekā tērauds – ja to ir viegli pacelt, tas ir spēcīgs aizdomas par alumīniju.
5. Vadītspējas pārbaude: Izmantojiet pamata multimetru, kas iestatīts uz nepārtrauktības vai zema pretestības režīmu. Alumīnijs un vara ir lieliski elektriskās strāvas vadītāji, bet nerūsējošais tērauds un daudzas citas sakausējumi tādi nav.
6. Izkraušanas pārbaude (ja droši un piemēroti): Īsi pieskarieties metālam ar slīpmašīnu un novērojiet izkraušanu. Alumīnijs negenerē izkrausmes, bet tērauds izstaro spilgtas, zarojošas dzirkstis. (Vienmēr valkājiet atbilstošu aizsargapģērbu.)
7. Biezuma un magnēta krišanas laika mērīšana: Ja joprojām neesat pārliecināti, izmēriet biezumu un veiciet magnēta krišanas testu (kā aprakstīts iepriekš). Magnēts caur alumīnija cauruli kristies lēni, bet tērauda caurulē tas pieliptu vai apstātos.

Svarīgs padoms: Ja magnēts pārvietojas pār metālu gludi, nepielipdams, iespējams, Jūs darbojaties ar labu elektrisko vadītāju, piemēram, alumīniju vai varu – nevis ar magnētisku metālu.

Atšķirt alumīniju no tērauda un vara

Joprojām neesat pārliecināti, vai turat rokā alumīniju, tēraudu vai varu? Šeit ir praktiski norādes, kas palīdzēs noteikt, kuri metāli nepadodas magnētam un izvairīties no izplatītiem slazdiem:

• Krāsots tērauds: Dažreiz tērauds tiek nokrāsots vai pārklāts, lai izskatītos kā alumīnijs. Ja magnēts pielīp jebkur – pat vāji –, iespējams, zem tam ir tērauds.
• Nerūsējošā tērauda markas: Daži nerūsējošie tēraudi ir vāji magnētiski vai nemagnētiski. Ja magnēts tikko pielīp vai vispār nelīp, pārbaudiet svaru un korozijizturību – alumīnijs ir vieglāks un nerūsē.
• Slēptie stiprinājumi: Magnēts var pielipt pie tērauda skrūves vai ieliktņa alumīnija daļā. Vienmēr pārbaudiet vairākas vietas.
• Virsmas piesārņojums: Slīpēšanas putekļi vai metāla skaidas var iestrēgt mīkstajā alumīnijā, izraisot maldinošus rezultātus.
• Vara pret alumīniju: Vara ir smagāka un sarkanīga, alumīnijs ir vieglāks un sudrabbaltā. Abas vielas nav magnētiskas, taču to krāsa un svars atšķiras.

Kad jāpāriet uz instrumentu testiem

Ja esat izgājis cauri iepriekš minētajiem soļiem un joprojām neesat pārliecināts vai arī jums ir jāapstiprina metāla identitāte drošībai kritiskās vai augstas vērtības lietojumos, apsveriet instrumentu testus. Mūsdienu metālu analizatori (piemēram, rentgena fluorescences (XRF) vai lazeru inducētas plazmas (LIBS) analizatori) vai pat vienkārši vadītspējas mērītāji var nodrošināt skaidrus rezultātus. Taču lielākajai daļai ikdienas vajadzību šī lēmumu koks palīdzēs pārliecinoši atbildēt uz jautājumu „kāds metāls nav magnētisks” vai „kurš metāls netiek pievilināts ar magnētu”.

• Krāsotas vai pārklātas virsmas var slēpt tēraudu zem – vienmēr pārbaudiet atklātās malas vai urbšanas caurumus.
• Daži neaizmirsto tērauda veidi ir vāji magnētiski vai nemagnētiski; neuzticieties tikai magnētismam pozitīvai identifikācijai.
• Iebūvēta aparatūra vai kontaminācija var izraisīt kļūdaini pozitīvus rezultātus – dokumentējiet savas novērojumus katram testam.
• Alumīnijs un varš ir starp visizplatītākajām metalām, kas nepievienojas magnētam, tādējādi tās ir galvenie kandidāti, kad jūs jautājat: „kura metāla ir nemagnētiska?
• Ja iespējams, vienmēr salīdziniet savus rezultātus ar pazīstamu atskaites paraugu.

Pastāvīga testu rezultātu dokumentācija – magnēta reakcija, krāsa, svars, vadītspēja un dzirksteles – palīdzēs izvairīties no neskaidrībām un ar laiku uzlabot uzticību.

Tālāk mēs apkoposim uzticamus datu avotus un atskaites standartus, lai palīdzētu jums pieņemt informētus lēmumus inženierijā un iepirkšanā, kā arī skaidrotu, kurās metalās ir magnētiskas – un kurās nav – ikdienas praksē.

Dati un atskaites, kuru var uzticēties

Uzticamu magnētisko datu avoti

Izstrādājot inženierprojektus vai vienkārši vēloties noskaidrot jautājumu par to, vai alumīnijs ir magnētisks metāls, ir vērts izmantot datu, kas ņemti no autoritatīviem avotiem. Taču, ņemot vērā dažādo metālu un testu daudzveidību, kā atrast būtiskos skaitļus? Uzticamie avoti, piemēram, NIST Magnetic Properties Database un ASM rokasgrāmatas ir atzīti standarti attiecībā uz magnētiskajām īpašībām. Tās sniedz skaidras definīcijas, salīdzinošās tabulas un izskaidro, kā pārbaudīt metālus, kas ir magnētiski, kā arī tos, kas nav magnētiski.

Salīdzinot alumīniju ar dzelzi, varu, misiņu un titānu

Iedomājieties, ka šķirojat maisu ar dažādiem metāliem. Kurš metāls ir magnētisks un kuri nav? Šeit ir ātrās atsauces tabula, kas apkopo galvenās atšķirības starp parastajiem metāliem, izmantojot datus gan no NIST, gan ASM Handbooks. Šis salīdzinājums palīdz izskaidrot, kāpēc alumīnijs bieži tiek izvēlēts tad, kad nepieciešams nemagnētisks metāls, un kā tas salīdzinās ar klasiskajiem magnētiskajiem un nemagnētiskajiem metāliem.

Kā redzams, alumīnija relatīvā magnētiskā caurlaidība gandrīz pilnībā sakrīt ar gaisa caurlaidību, tādējādi to padarot par tipisku piemēru metāliem, kas ikdienas lietojumā nav magnētiski. Savukārt dzelzs un tērauds ir klasiski piemēri par metālu, kas ir magnētisks — tie rāda spēcīgu, pastāvīgu pievilkšanu un pat var kļūt par magnētiem. Ja kāds jautā: „kāds metāls ir magnētisks” vai lūdz magnētisko metālu sarakstu , dzelzs, niķelis un kobalts ir trīs lielākie. Tie atbild uz klasisko jautājumu: "kuri 3 elementi ir magnētiski?" un ir vairumam pastāvīgo magnētu pamats.

Standarti un rokasgrāmatas, kas ir vērtas pievienot grāmatzīmēm

Visiem, kam jāatsaucas uz vai jāpārbauda magnētiskās īpašības, šeit ir daži galvenie avoti:

• NIST magnētisko īpašību datu bāze – detalizēti dati par uztverīgumu un caurlaidīgumu inženiermetāliem.
• ASM rokasgrāmatas: cietvielu magnētiskās īpašības – autoritatīvas tabulas un izskaidrojumi gan feromagnētiskajiem, gan nemagnētiskajiem metāliem.
• NOAA geomagnētisma datu avoti – ģeofizikas un satelītu magnētiskajiem datiem.
• Pārbaudīti pārskata raksti par paramagnētismu, diamagnētismu un strāvas virpuļu efektiem rūpnieciskajos metālos.
• Svarīgas ASTM testēšanas metodes laboratorijas izmērījumiem par magnētisko uztverīgumu un caurlaidīgumu.

Norādot savos ziņojumos vai rakstos, vienkārši iekļaujiet datu bāzes vai rokasgrāmatas nosaukumu un tiešo URL, ja iespējams. Piemēram: „Skatiet alumīnija uztverīguma vērtības NIST datu bāzē NIST database .”

Galvenais secinājums: Alumīnija gandrīz vienības caurlaidība un niecīgā uztverība izskaidro, kāpēc praktiski magnētiskā pievilkšana nav novērojama — tāpēc pat ja ne visi magnēti ir metāli, tikai magnētisks metāls (piemēram, dzelzs, niķelis vai kobalts) jūsu testos izrādīs spēcīgu pievilkšanu.

Kopsavilkumā, ja meklējat, kuri metāli tiek pievilkti pie magnēta, balstieties uz klasiskajiem feromagnētiskajiem elementiem. Metāliem, kas nav magnētiski, alumīnijs ir galvenais — tādējādi to padarot par uzticamu izvēli nefēriskām lietošanas jomām. Un, ja jūs kādreiz esat brīnījušies: „vai visi magnēti ir metāli?“ — atbilde ir nē, bet visi klasiskie magnētiskie metāli (piemēram, dzelzs, niķelis, kobalts) ir būtiski, lai izgatavotu pastāvīgos magnētus. Ar šiem avotiem jūs varat droši atbildēt uz jebkuru jautājumu par magnētismu lauka vai laboratorijas apstākļos.

Projektēšana un iepirkšana nozaru ekstrūzijai

Ieteikumi alumīnija izstrādei pie sensoriem un magnētiem

Veidojot automašīnu vai rūpniecisko sistēmu projektus, var rasties jautājums: vai fakts, ka alumīnijs nav magnētisks, patiešām ir svarīgs? Noteikti. Alumīnija neferrimagnētiskā daba nozīmē, ka tas nekavēs darboties jutīgajai elektronikai, magnētiskajiem sensoriem vai motoriem. Tas ir liels pluss mūsdienu transportlīdzekļos, elektriskajās bateriju korpusos un visur, kur elektromagnētiskās izraisīšanas (EMI) traucē darbību. Iedomājieties, ka Halla sensors vai magnētiskais enkoderis tiek novietots blakus tērauda kronšteinam – magnētiskie lauki var tikt izkropļoti, izraisot nepareizus rādījumus. Taču ar alumīniju jūs iegūstat tīrus, prognozējamus rezultātus, jo alumīnija magnēti parastajā nozīmē vienkārši neeksistē, un vai alumīnijs ir ferromagnētisks? Nē – nav. Tāpēc projektētāji vienmēr izvēlas alumīniju sensoru turētājiem un EMI aizsardzībai.

• Augsta elektriskā vadītspēja ļauj alumīnijam ātri izkliedēt vijurstrāvas, nodrošinot efektīvu EMI aizsardzību un dempingu kustīgajiem magnētiskajiem laukiem. Tas ir īpaši noderīgi elektriskajos transportlīdzekļos un augstas frekvences elektronikā.
• Nemagnētiska konstrukcija nozīmē, ka jūs izvairāties no neparedzētas pievilkšanas vai ietekmes uz pastāvīgajiem magnētiem vai magnētiskajiem sensoriem.
• Alumīnija vieglums samazina kopējo masu, kas ir kritiski svarīgi degvielas efektivitātei un veiktspējai automobiļu un aviācijas nozarēs.
• Korozijizturība un dažādas pabeigšanas iespējas (piemēram, anodēšana vai pulvera pārklājums) ļauj izgatavot izturīgas un ilgstošas detaļas.

Izvēloties ekstrūzijas profili veiktspējai

Norādot alumīnija ekstrūzijas daļas magnētiski jutīgām montāžām, daži vienkārši soļi palīdz nodrošināt pareizo piestājšanu:

• Izvēlieties pareizo sakausējuma sēriju: 6000. sērijas ekstrūzijas (piemēram, 6061 vai 6063) piedāvā līdzsvaru starp stiprumu, apstrādājamību un korozijizturību – bez magnētisko elementu pievienošanas.
• Norādiet konsistenci un sienas biezumu: Biezākas sienas uzlabo EMI aizsardzību, bet pareiza konsistence nodrošina atbilstību stiprības un plastiskuma prasībām.
• Pabeigšana ir svarīga: Anodēts, pulvera pārklāts vai pat neapstrādāts alumīnijs paliek nemagnētisks, tāpēc izvēlieties labāko pabeigšanas veidu atbilstoši korozijas un izskata vajadzībām.
• Apstipriniet tolerances un formu: Strādājiet ar piegādātāju, lai nodrošinātu, ka ekstrūzijas ģeometrija ir saderīga ar sensoru izkārtojumu un montāžas detaļām, minimizējot nevēlamo lauku vai montāžas problēmu risku.

Atcerieties, alumīnijs un magnēti veza tikai caur inducētām straumēm — nekad patiesu pievilkšanu — tāpēc jums nebūs jāuztraucas par alumīnija magnētu negaidītu pielīmēšanos montāžas vai apkalpošanas laikā.

Kur iegādāties kvalitātes ekstrūzijas: piegādātāju salīdzinājums

Gatavs iegādāties ekstrūzijas? Šeit ir ātra tabula, kas salīdzina vadošās iespējas automašīnu un rūpniecisko alumīnija profiliem, koncentrējoties uz to stiprām pusēm, strādājot ar nemagnētiskiem dizainiem:

Projektiem, kuros elektromagnētiskā savietojamība un svars ir kritiski svarīgi - piemēram, EV bateriju kastēm, sensoru stiprinājumiem vai motoru korpusiem - Shaoyi alumīnija ekstrūzijas daļas nodrošina pierādītu ceļu. To ekspertīze sensoriem drošu ģeometriju projektēšanā un visa ražošanas procesa pārvaldībā nozīmē, ka jūs saņemat gan kvalitāti, gan mierinājumu attiecībā uz magnētisko interferenci.

• Priekšrocības:
  • Alumīnijs bezmagnētisks: ideāls EMI jutīgām montāžām
  • Augsta elektrovadītspēja: Lieliska siltuma izkliedēšanai un vijurstrāvu izklāstīšanai
  • Neliels svars: Uzlabo degvielas efektivitāti un vadāmību
  • Elgstīga izgatavošana: Individuālas formas un pabeigšanas iespējas, lai atbilstu jebkurai dizaina vajadzībai
  • Piegādātāju daudzveidība: Izvēlieties starp integrētiem, ārvalstu, vietējiem vai kataloga avotiem atkarībā no projektu vajadzībām
• Uzmanības jomas:
  • Ļoti maziem sērijas apjomiem vai ātrai prototipa izgatavošanai vietējie izgatavotāji var piedāvāt ātrāku piegādi
  • Standarta kataloga profili ir izmaksu ziņā izdevīgi vispārīgām vajadzībām, taču var trūkt sensoriem drošas funkcionalitātes
  • Vienmēr apstipriniet sakausējuma un pabeigšanas detaļas, lai uzturētu nemagnētisku darbību

Kopsavilkumā, vai nu jūs iegādājaties augstas tehnoloģijas automobiļu sistēmas vai rūpnieciskus komplektus, saprotot, ka alumīnijs nav feromagnētisks un izmantojot tā unikālo kombināciju no elektrovadītspējas un nemagnētiskām īpašībām, jūs varēsiet izveidot drošākus un uzticamākus produktus. Uzlabotām, sensoriem bagātām vidēm sadarbojieties ar speciālistu, piemēram, Shaoyi, lai nodrošinātu, ka jūsu ekstrūzijas ir izstrādātas gan veiktspējai, gan elektromagnētiskai savietojamībai.

Bieži uzdotie jautājumi par alumīniju un magnētismu

1. Vai alumīnijs ir magnētisks kādā praktiskā situācijā?

Alumīnijs tiek klasificēts kā paramagnētisks, kas nozīmē, ka tam ir ļoti vāja un pagaidu pievilkšana pie magnētiskajiem laukiem. Reālos apstākļos, piemēram, ar ledusskapja vai neodīma magnētiem, alumīnijs nerāda pamanāmu magnētisku reakciju. Jebkādu kavēšanos vai pretestību, kas novērota, pārvietojot magnētu tuvāk alumīnijam, izraisa inducēti virdzes strāvas, nevis patiess magnētisms.

2. Kāpēc magnēts palēninās, kad to nomet caur alumīnija cauruli?

Norīdītā efekta iemesls ir virdzes strāvas. Pārvietojot magnētu, tā inducē elektriskās strāvas alumīnijā, kas rada pretēji vērstus magnētiskos laukus, kuri pretojas magnēta kustībai. Šis fenomens nav saistīts ar alumīnija magnētiskajām īpašībām, bet gan ar tā spēju vadīt elektrību.

3. Vai alumīnija sakausējumi vai anodētā alumīnija var kļūt magnētiski?

Standarta alumīnija sakausējumi, tostarp anodētais alumīnijs, saglabā nemagnētiskas īpašības. Tomēr, ja alumīnija detaļā ir iestrādāti tērauda stiprinājumi, dzelzs vai niķeļa ieslēgumi vai virsmas piesārņojums, tā var izrādīt lokālu magnētisko uzvedību. Anodēšanas process pats par sevi alumīniju nemagnētisku nepadara.

4. Kā mājās var uzticīgi pārbaudīt, vai metāls ir alumīnijs vai tērauds?

Izmēģiniet ledusskapja magnētu uz metāla; ja tas pielīp, iespējams, tas ir tērauds. Pretējā gadījumā izmantojiet spēcīgu magnētu un novelciet to pāri virsmai — alumīnijs izraisīs pretestību, bet nelīp. Arī salīdziniet metāla svaru ar tēraudu; alumīnijs ir daudz vieglāks. Papildu apstiprināšanai nolaidiet magnētu caur alumīnija cauruli — ja tas krīt lēni, nepielīp, metāls ir alumīnijs.

5. Kāpēc alumīnijs tiek izmantots automašīnu detaļām sensoru un EMI-jutīgām lietojumprogrammām?

Alumīnijs ir nemagnētisks un ļoti konduktīvs, tādēļ tas ir piemērots lietojumiem, kur elektromagnētiskās starojuma jāsamazina. Alumīnija izstrādājumi automašīnām novērš sensoru un elektronikas traucējumus, kas ir kritiski svarīgi modernām automašīnām. Piegādātāji, piemēram, Shaoyi, specializējas uz alumīnija profiliem, lai nodrošinātu gan vieglumu, gan elektromagnētisko savietojamību.