Wolfraam is een van de hardste metalen die de mens kent. Of wolfraam magnetisch is of niet, blijft echter een kwestie die verwarrend blijft.
Laten we eens kijken naar enkele fundamentele aspecten van magnetisme in wolfraam.
Is wolfraam magnetisch
Wolfraam is onder normale omstandigheden niet magnetisch. Het kan echter worden omschreven als zwak magnetisch.
Dit komt doordat het ongepaarde elektronen in zijn deeltjes bevat, waardoor het paramagnetisme vertoont . Dit is het gevolg van het feit dat deze elektronen zich richten naar een magnetisch veld, wat zich kenmerkt door een zwakke aantrekkingskracht tot magneten.
Waarom wolfraam paramagnetische eigenschappen ervaart
Paramagnetisme is een vorm van magnetisme waarbij elementen met deze eigenschap een zwakke aantrekkingskracht vertonen op een externe invloed van een magnetisch veld. Interne magnetische velden worden gecreëerd als gevolg van de uitlijning van ongepaarde elektronen terwijl ze naar de externe aantrekkingskracht vallen.
Nogmaals, je moet er rekening mee houden dat wolfraam ongepaarde elektronen in de buitenste schillen heeft. Wanneer ze in een extern veld worden geïntroduceerd, verschuiven deze specifieke elektronen zichzelf in de richting van de invloed.
Deze uitlijning resulteert in een lichte aantrekking naar het magnetische veld. Ze keren terug naar een neutrale toestand zodra het externe magnetische veld is verwijderd.
Dipoolmoment in wolfraam
Wolfraam heeft ongepaarde elektronen in de buitenste schil, die tevens een permanent dipoolmoment bezit. Het dipoolmoment geeft de sterkte van de elektrische dipool aan. Dit permanente elektrische dipoolmoment is verantwoordelijk voor het paramagnetisme van het element. Deze parameter wordt gemeten in debye.
Magnetische eigenschappen van wolfraam
Magnetische elementen die gewoonlijk ferromagnetische elementen worden genoemd, worden gekenmerkt door ongepaarde elektronen. Wolfraam heeft ook ongepaarde elektronen in de buitenste schil, waardoor het een vorm van magnetisme kan vertonen.
Het elektron verschuift naar een extern magnetisch veld, waardoor een elektrisch moment ontstaat, waardoor het een lichte aantrekkingskracht op een magnetisch veld krijgt.
Wolfraam heeft echter ook dipolen die in de tegenovergestelde richting van de externe invloed verschuiven, waardoor het niet magnetisch is. Dit zorgt ervoor dat het paramagnetisme vertoont.
Zijn wolfraamlegeringen magnetisch
Wolfraamlegeringen kunnen magnetisme vertonen, afhankelijk van het metaal waarmee ze zijn versmolten. De legeringen zijn samengesmolten met een verscheidenheid aan sporenelementen naast een hoofdmetaal.
In feite kun je wolfraam gebruiken om veel legeringen te maken die verschillende magnetische eigenschappen kunnen hebben.
Wolfraamstaal is bijvoorbeeld magnetisch omdat het staal bevat dat ferromagnetisch ijzer bevat. Dit staal bevat ook sporen van vanadium en molybdeen, samen met minstens 8% wolfraam.
Wolfraamcarbide kan ook magnetisme vertonen, afhankelijk van de andere metalen die in het legeringsproces worden gebruikt. Wolfraamcarbide vereist hechtmetaal om goed te kunnen smelten en de keuze van het metaal beïnvloedt de magnetische eigenschappen ervan. Als er kobalt of ijzer in de legering wordt verwerkt, heeft het magnetische eigenschappen. Als er nikkel wordt gebruikt, heeft het echter n magnetische eigenschappen.
Factoren die het wolfraammagnetisme beïnvloeden
Er zijn een paar factoren die het magnetische vermogen van wolfraam beïnvloeden. Deze factoren omvatten;
- Temperatuur: Deze factor is gebaseerd op de wet van Curie, die de magnetische gevoeligheid van paramagnetische materialen omgekeerd evenredig aan de temperatuur koppelt. Een temperatuurstijging vermindert de gevoeligheid, wat leidt tot een verminderde magnetische respons. Lage temperaturen hebben het tegenovergestelde effect en verhogen de magnetische eigenschappen van wolfraam.
- Toegepast magnetisch veld: Extern magnetisch veld beïnvloedt de oriëntatie van de elektronen in wolfraam. Sterke velden zorgen ervoor dat het element tijdelijke zwakke magnetische vermogens krijgt die verloren gaan zodra het veld wordt verwijderd.
- Bindmiddelinhoud: voor wolfraamlegeringen worden bindmiddelelementen gebruikt om de verschillende elementen te versmelten. Het is bijvoorbeeld bekend dat kobalt deze eigenschappen versterkt, terwijl nikkel het toch al beperkte effect dempt, waardoor het element niet-magnetisch wordt.
- Samenstelling: De exacte samenstelling van het element met betrekking tot het aantal aanwezige ongepaarde elektronen en dipolen en hun uitlijning beïnvloedt rechtstreeks de magnetische eigenschappen van het wolfraam.
Kun je wolfraam magnetiseren?
Eén manier om wolfraam te magnetiseren is door het samen te voegen met behulp van elementen met magnetische elementen. Het gebruik van ijzer of kobalt zorgt ervoor dat wolfraam magnetisch wordt. Bij blootstelling aan een krachtig magnetisch veld kan wolfraam tijdelijk gemagnetiseerd worden. Lage temperaturen verhogen ook de magnetische eigenschappen van wolfraam.
Is wolfraamcarbide magnetisch?
Wolfraamcarbide is niet magnetisch, maar kan magnetische eigenschappen hebben, afhankelijk van het verbindingselement dat wordt gebruikt om de legering te smelten. Om het wolfraamcarbide magnetisch te maken, kunnen verbindingselementen zoals kobalt of ijzer worden gebruikt.
Conclusie
Wolfraam is niet magnetisch. De legeringen kunnen daarentegen magnetisch zijn, afhankelijk van de metalen die bij de samensmelting worden gebruikt. De aanwezigheid van ongepaarde elektronen maakt het gevoelig voor magnetisme.