Aus was bestehen Magnete ? ?

gefragt von Kneti am 22.11.2001 um 18:44

antwortet am 22.11.2001 um 19:36

Magnete bestehen aus Stoffen, die Ferromagnetische Eigenschaften haben. Außer Eisen (lat. ferrum) haben das noch Cobalt, Nickel, Gadolinium, Dysprosium (nie gehört, nicht wahr), Erbium und einige Legierungen.
Es reichen häufig aber schon einige Verunreingungen, um diesen Effekt zunichte zu machen. So ist Stahl ja unmagnetisch, obwohl es überwiegend aus Eisen besteht.
Diese ferromagnetische Eigenschaft erfordert besondere Elektronenhüllenkonfigurationen. Das zu erklären, würde stark in die Quantenmechanik abgleiten, was aber für das Verständnis nichts bringt. Deshalb laß ich das.
Bei Magneten sind die sonst ungeordneten kleinen ''Atommagnetchen'' in einer Vorzugsrichtung eingefroren. Das kann man aufheben, indem mechanisch darauf einwirkt (mit nem Hammer zum Beispiel) oder es warmmacht und damit die Atome ''losrüttelt''.
Übrigens haben alle Atome verschiedene magnetische Eigenschaften, bloss sind diese verglichen mit dem Ferromagnetismus sehr, sehr schwach, daß man sie nur mir empfindlichen Meßgeräten feststellen kann.

Kneti antwortet am 22.11.2001 um 19:52

@Howie
wußte ich doch das Du mir eine Antwort gibts/geben kannst :-)
Cobalt, Nickel, Gadolinium, Dysprosium die haben also die Eigenschaft eingefrorene Atömchen zu haben. Ist das bei den genannten Elementen so oder künstlich hergestellt das "eingefrorene" meine ich?
Wenn ich einen Magneten also auf die Herdplatte werfe oder ein Feuerzeug drunter halte, ist er dann nach dem Abkühlen noch magnetisch oder nicht.
Ich will das nicht testen, meine Magneten sind mir zu schade.
Im übrigen würde ich die Quantenkurzform auch gern mal hören.
Ist zwar letztens ziemlich schwer verdaulich gewesen für mich "ottonormaldoof" aber irgendwie hörte sich das alles sehr interessant an - vielleicht auch nur weil ich es nicht so verstanden hatte - war jedenfalls ne andere Frage. – Bewerten …

Salsalinchen antwortet am 22.11.2001 um 19:54

....nur mal so 'ne Frage am Rande, Kneti. Was hast Du denn mit den Magneten sonst noch vor? – Bewerten …

Kneti antwortet am 22.11.2001 um 19:59

@Salsalinchen
eigentlich nichts weiter, denn ich habe alle auf einen Haufen schön getarnt, damit sie die volle Anziehungskraft entfalten - so kommt mein Schatz immer wieder zu mir zurück ! Aber das ist ein Geheimnis, nicht verraten :-) – Bewerten …

Salsalinchen antwortet am 22.11.2001 um 20:11

.....na, da kannst Du ja nur hoffen, dass Deine Magnete auch genügend Tesla haben, sonst iss' sich nämlich Essig mit die Bummerang-Effekt.....*lol*



....falls Du mal welche aus Neodym mit 1,25 Tesla brauchen solltest..... *G* – Bewerten …

antwortet am 22.11.2001 um 20:31

ich kenn Gadolinium nur als Röntgenkontrastmittel und wusste nicht, dass es magnetische Eigenschaften hat.

Kneti antwortet am 22.11.2001 um 20:49

@ivy & Howie
habe mal im Web gesucht und folgendes gefunden: Ihr habt doch beide Recht :-)
Eigenschaften im Überblick

rel. Atommasse: 157,25 Ionisierungseng.: 6,14 eV
Schmelzpkt.: 1584 K Konfiguration: [Xe] 4f7 5d 6s²
Siedepkt.: 3506 K Oxidationszahlen: 3
Dichte: 7,89 g/cm³ Atomradius: 180,2 pm
EN.: 1,1 Ionenradius: 97 pm (+3)



Namensbedeutung
nach dem finnischen Mineralogen Johan Gadolin benannt (engl.: gadolinium)

Allgemein
Gadolinium wurde 1880 von dem Schweizer J.C. Gallissard de Marignac in Form seines Oxids aus Didymoxid isoliert. Aber erst sechs Jahre später konnte es in Reinform dargestellt werden. Sein Anteil an der Bildung der Erdkruste wird auf 0,0006 Gewichtsprozent geschätzt. Die Ausgangsstoffe zu seiner Gewinnung sind die Mineralien Monazit und Bastnäsit.


Eigenschaften
Es handelt sich um ein weiches, dehnbares, silbrig-weißes Metall. Unter Normalbedingungen liegt es in Form der hexagonal-dichtesten Kugelpackung vor. An Luft ist es im Gegensatz zu vielen anderen Lanthanoiden relativ stabil. Bei hoher Luftfeuchtigkeit bilden sich an der Oberfläche des Metalls Schüppchen aus Gadoliniumoxid.


Isotope
Das Element hat insgesamt sieben stabile, natürliche Isotope. Die häufigsten sind Gd-158 (24,8%), Gd-160 (21,9%) und Gd-156 (20,5%). Außerdem hat es 14 Radionuklide. Die längste Halbwertszeit hat der alpha-Strahler Gd-150 mit einer Zerfallsrate von 1,8 Mio Jahren.


Verwendung
Die jährliche Fördermenge ist mit weniger 100 Tonnen recht gering, weil sich die Anwendungen nur auf einige Spezialbereiche beschränken. Gadolinium findet Verwendung in Elektronikbauteilen, Magneten, in der Magnetooptik und der Neutronenradiographie.
– Bewerten …

antwortet am 23.11.2001 um 00:16

So, ich versuchs mal. Ob das so gut rüberkommt, weiß ich nicht, den Magnetismus und Quantenmechanik ist alles andere als mein Spezialgebiet, will heissen: Ich hab mich im Studium nach Kräften drum gedrückt.

Es drei große magnetische Eigenschaften, den Dia-, Para- und Ferromagnetismus.
Die Eigenschaft Diamagnetismus besitzen alle Stoffe, er wird bloss manchmal vom Para-, bzw. Ferromagnetismus überdeckt (erklär ich später).
Diamagnetismus kann sich so vorstellen, daß die Elektronenhüllen der Atome im Material in eine Rotation um die Magnetfeldrichtung gezwungen werden. Quantenmechanisch können sie nicht komplett in die Richtung gebracht werden, das geht nicht. Dieser Erhalt eines magnetischen Moments verbraucht Energie, der das Material aus dem Feld herausdrückt. Will heißen: Bewegt man ein diamagentisches Material im Magnetfeld, wird die Bewegung gehemmt, weil Energie zum Aufbringen der Rotation aufgebracht werden muß.
Beim Para und Ferromagnetismus wird der Stoff vom Magneten angezogen. Dabei spielt der Gesamtdrehimpuls der Elektronen (Spin) die Hauptrolle, die unter Umständen das magnetische Feld verstärken. Um die Sache noch zu komplizieren, setzt sich der Spin aus Bahn- und Eigendrehimpuls zusammen (so ähnlich wie die Erde um die Sonne. Da gibt es auch eine Bahn und Eigendrehung)Allerdings sind die Möglichkeiten nicht beliebig, sondern an feste Werte gebunden. Den Spin gibt es nur in festen Portionen.
Vielleicht kann man sich das als so eine Art schon vorhandene lustlos herumliegende magnetische Momente vorstellen, die nur darauf warten, im Magnetfeld ausgerichtet zu werden, um es zu verstärken. Das hat aber nicht jeder Stoff. Je nachdem, wie stark diese Egenschaft vorhanden ist (oder auch nicht), kann der Diamagnetismus überdeckt werden.
Der Unterschied von Para zu Ferromagnetismus ist der, daß die Wärmebewegung bei den meißten Stoffen eine Ausrichtung sofort wieder durcheinander bringt. Die Ferromagnetika können das unterdrücken, sie bilden Gebiete aus, in denen die Spins alle gleich ausgebildet sind, die sogenannten Weißschen Bezirke. In einem Magnetfeld werden die unpassenden Bezirke kleiner, die passenden größer. Erst bei einer hohen Temperatur (Eisen 744°C) gewinnt die Wärme die Oberhand und Eisen wird auch da paramagnetisch.
Wie das Eisen bei Raumtemperatur genau schafft, kann ich Dir nicht sagen, mein Standardphysikbuch schweigt sich da fast komplett aus, was darauf hindeutet, daß es wirklich schwierig ist. Ich hab nur gefunden, daß es an den Elektronen der d-Schale liegt, was Dir vermutlich nicht viel hilft (mir übrigens auch nicht...).
Tut mir leid, daß ist soviel Quantenmechanik, daß mir meine Erklärungen völlig konfus vorkommen. Dazu bin ich mir selber etwas unsicher. Wie gesagt, daß sind zwei Bereiche, die ich nie besonders gemocht habe.

Eins noch:
Dia und Paramagnetismus sind (wie gesagt) sehr kleine Effekte, die merkt man im normalen Leben nicht. Das z.B. Gold vom Magneten abgestoßen wird, bekommt man gar nicht mit.
Beim Ferromagnetismus ist der Effekt um locker das 10000-100000fache größer.

Upsle antwortet am 23.11.2001 um 00:43

Daß Stahl unmagnetisch ist, ist allgemein falsch. Nur ca. 2% der hergestellten Stähle sind es, nämlich die 'austenitischen', die wir als die nicht rostenden Löffel, Gabel und Töpfe, die Winzer als Weinbehälter (sofern nicht aus Alu oder Kunststoff) und die Industrien als vielfältige Produkte kennen. – Bewerten …

Upsle antwortet am 23.11.2001 um 01:22

Aja, die Nirosta-Spüle hab ich vergessen. Gute nichtrostende Messer sind allerdings magnetisch, wenn auch nicht so stark. Kann ja jeder ausprobieren. Funzt auch bei 1-10 Pfennigen. – Bewerten …

Upsle antwortet am 23.11.2001 um 12:48

Achso, zu der eigentlichen Frage:
Permanentmagnete sind selten aus einfachen Metallen.
Heute überwiegend aus AlNiCo-Legierungen, Sinterwerkstoffe wie Sr- und Ba-Ferrite, CoPt- und FePt-Legierungen mit Ordnungsstruktur. – Bewerten …

Bofi antwortet am 29.11.2001 um 19:51

alle reden was von Eisen Nickel und Kobalt (das sind die die ich gelernt hab)!!!! die sind aber nur "magnetisch"
ein magnet besteht doch aber bestimmt aus ganz anderen stoffen! (das glaub ich halt kann mich ja auch geirrt haben) für mich besteht ein Magnet aus Nordpol und Südpol. – Bewerten …

Du weißt die Antwort auf diese Frage? Klasse. Dann schreibe sie jetzt sofort hier rein. So eine Chance etwas Gutes zu tun, kommt nicht alle Tage!



 

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