ステンレス鋼は、鉄にクロムとニッケルを添加して作られます。これにより鋼は磁性を帯びますが、すべてのステンレス鋼が磁性を帯びるわけではありません。ニッケルを添加するとオーステナイト系ステンレス鋼は磁性を帯びますが、フェライト系ステンレス鋼はニッケルを添加しなくても磁性を帯びます。
ステンレス鋼は磁石のインパルスに無関心であるという神話が広まっています。もしこれが本当なら、なぜX-メンはマグニートーと戦うためにステンレス製の洗面器とカトラリーのために武器庫を捨てなかったのですか?
この戦略は惨めに失敗するだけでなく、戦闘も面白く見えます.とにかく、神話は完全に真実ではないため、Magneto が勝利するでしょう。では、この不一致の原因は何でしょう?
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ステンレス鋼とは?
ステンレス鋼は、少なくとも 10.5% のクロムで構成される鉄の合金です。合金は、2 つの金属を混合して形成された金属材料であり、通常、基材金属の強度を高め、優れた耐腐食性を付与します。
鉄のスラブに加えられたクロムは、表面全体を覆う薄い層を形成します。この犠牲層は合金を腐食から保護します。保護の厳しさはクロムの量に比例します。力をさらに強化するために、ニッケルが混合物に追加されます。切望されている他の特性を刺激するために、マンガン、炭素、またはシリコンを混合することもできます.
腐食による産業機器の損耗は、数百万ドルの損害を引き起こすことが知られています。 (写真提供:Pixabay)
磁石を作るものは?
私たちが最初に始めた金属である鉄は、強磁性体であり、磁石と非常に友好的な関係を共有しています。鉄のブロックと磁石の間の引力は強力です。非常に強力な磁石に引き寄せられると、鉄は切り離せなくなることがよくあります。磁気引力は、「ドメイン」と呼ばれる微細な磁気ユニットによって駆動されます。
ドメインは、針が磁場の方向を指す小さなコンパスと考えることができます。鉄の結晶構造は、鉄が受ける磁場の方向に大部分の磁区が整列する配置で構成されています。さらに、鉄の構造の不完全性は偶発的なものであり、磁場が除去された後でもドメインが元の方向に回転するのを妨げます。磁石から離れても、材料は磁気特性を保持します!
ドメインの配置は、ニモのお父さんとドリーが道案内をする魚の一団に似ています。魚が乱れていると、魚が作る密な矢は理解できません。これは、常磁性または反磁性材料の場合で、前者の磁区の整列は、磁化されるのに十分なだけの順序になっています (アルミニウム) のに対し、後者の順序は非常にでたらめであるため、近づいてくる磁石 (シリコン) に対して冷淡です。
ドメイン自体の動作は量子力学的です。ただし、現在は関係ありません。それでも、これが好奇心を刺激した場合は、ここで詳細を確認できます.
アライメントがすべてです
クロムやニッケルなどの「不純物」を鉄に加えると、鉄の化学的性質が必ず変化します。その結果、そのドメインの整列が妨げられます。より多くの不純物を入れると、磁気特性が悪化します。ステンレス鋼は、まき散らされた不純物とその結果として生じる結晶構造に応じて、5 つのタイプに分類できます。ただし、その磁気特性を評価するために必要なのは、フェライト系ステンレス鋼とオーステナイト系ステンレス鋼の 2 つだけです。
フェライト系ステンレス鋼は、その名の通り鉄分を多く含んでいるため、当然磁性を発揮します。他のタイプと比較して、その炭素含有量もわずかであり、この磁気的挙動をさらに助長します.人気のあるフェライト系材料は、自動車部品や一部の包丁で、13 ～ 18% のクロムを含む鉄-クロム二元合金の材料です。
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一方、オーステナイト系ステンレス鋼はステンレス鋼と関連付けられています。これらには、キッチンの洗面台や fMRI 部品が含まれます。これらの部品には、クロムだけでなく、前者の腐食を防止し、後者の誤差を誘発する磁気吸引力を抑止するために、炭素、ニッケル、マンガンを混ぜた鉄が含まれています。
ステンレス鋼の磁気特性は、合金に添加される元素に依存しますが、ニッケルの添加はこの移行を加速することが知られています。ニッケルの存在だけで、磁性ステンレス鋼を非磁性ステンレス鋼に変えることができます.
最後に、磁性は単に原子配列の関数であるため、熱力学的手段による構造変形によっても達成できます。簡単に言えば、材料を熱にさらすと、その磁気特性が変化する可能性があります。より正確には、その磁気特性が損なわれる可能性があります。熱は原子にエネルギーを与え、それらを混乱させ、それによってそれらを混乱させます。鉄のような強磁性体でも、キュリー温度と呼ばれる温度以上に加熱すると、常磁性を示すことがあります。 .この温度バリアは、素材によって異なります。
鉄のような強磁性材料でさえ、キュリー温度として知られる温度以上に加熱すると、常磁性特性を示すことがあります。すべてのドメインが完全に整列しているわけではないことがはっきりとわかります。また、常磁性体は磁場がないと保持できません。
逆に、鉄の磁石への執着は冷却することで強まり、スーパーと呼ばれるものに変化します。 -磁石。同様に、フェライト系ステンレス鋼は加熱すると磁性を失い、オーステナイト系ステンレス鋼は冷却すると磁性を帯びます。調整がすべてです!
