L'alluminio è magnetico?

Avete mai provato ad attaccare una calamita souvenir a una lattina di bibita e avete provato quel senso di confusione quando si stacca subito? Non siete i soli. Si tratta di un semplice esperimento che lascia molti interrogativi sulle proprietà di questo metallo comune.

No, l'alluminio non è magnetico nel senso comune del termine. Un normale magnete da frigorifero non si attacca all'alluminio. Questo perché l'alluminio è un materiale paramagnetico, cioè è attratto solo molto debolmente da un campo magnetico, non abbastanza da far aderire un magnete.

Può sembrare strano che un metallo non sia magnetico. Spesso nella nostra mente raggruppiamo tutti i metalli, aspettandoci che si comportino in modo simile. Ma il mondo dei metalli è molto più vario e affascinante. Il motivo per cui un magnete non si attacca al foglio di alluminio o alle pentole è legato alla struttura atomica dell'alluminio stesso. Questo semplice fatto apre un intero mondo di scienza interessante che spiega perché alcuni metalli sono i migliori amici dei magneti e altri, come l'alluminio, li ignorano. Approfondiamo il perché di questa situazione ed esploriamo alcune domande correlate che ricevo spesso.

Un magnete si attacca all'alluminio?

Avete in mano una calamita, pronta ad attaccare un biglietto a un foglio di alluminio, ma non si attacca. Può essere un po' sconcertante quando ci si aspetta una cosa e invece succede qualcos'altro. Qual è il problema?

Un magnete standard non si attacca all'alluminio. L'alluminio è classificato come metallo paramagnetico, il che significa che ha un'attrazione molto debole per i magneti. Questa attrazione è così debole da essere praticamente impercettibile nella nostra vita quotidiana, quindi a tutti gli effetti i magneti non vi si attaccano.

Uno sguardo più approfondito agli atomi di alluminio

Per capire perché i magneti e l'alluminio non vanno d'accordo, dobbiamo pensare in piccolo, cioè in dimensioni atomiche. Ogni materiale è composto da atomi e questi atomi hanno degli elettroni. Si può pensare a questi elettroni come a delle piccole trottole che girano e che creano un campo magnetico molto piccolo. Nella maggior parte dei materiali, questi elettroni sono tutti confusi e puntano in direzioni casuali. Si annullano a vicenda, quindi non c'è un effetto magnetico complessivo. Nei metalli come il ferro, invece, è possibile allineare i campi magnetici degli atomi nella stessa direzione, rendendo l'intero pezzo di metallo fortemente magnetico. L'alluminio è diverso.

Quando si avvicina un magnete all'alluminio, gli atomi reagiscono, ma solo in minima parte. Si allineano un po' con il campo magnetico, creando un'attrazione molto debole. È come se riconoscessero timidamente la presenza del magnete ma non fossero interessati ad avvicinarsi. Questa proprietà si chiama paramagnetismo. È una caratteristica fondamentale dell'alluminio, per cui, indipendentemente dal modo in cui lo si lavora, un semplice magnete non si attacca.

Un magnete abbastanza forte può raccogliere l'alluminio?

Sappiamo quindi che un normale magnete non funzionerà. Questo porta naturalmente alla domanda successiva: e se prendessimo un magnete più grande e più forte? Sembra logico, no? Una maggiore potenza dovrebbe risolvere il problema.

No, anche un magnete incredibilmente forte non può "raccogliere" l'alluminio nello stesso modo in cui raccoglie il ferro. Tuttavia, un magnete forte, in movimento Il magnete può interagire con l'alluminio e farlo muovere anche senza toccarlo, grazie a un fenomeno chiamato correnti parassite.

La magia delle correnti indotte

È qui che le cose si fanno davvero interessanti e mi è sembrato di scoprire un trucco di magia quando l'ho visto per la prima volta. Se si prende un magnete molto potente, come un magnete al neodimio, e lo si muove rapidamente su un pezzo di alluminio, si può sentire una strana resistenza. Se si lascia cadere quel magnete forte in un tubo di alluminio, cadrà incredibilmente lentamente, come se si muovesse nel miele. Questo non è dovuto al magnetismo nel senso tradizionale del termine. È a causa dell'elettricità.

Un campo magnetico variabile (che si ottiene quando si sposta un magnete) crea una corrente elettrica in un conduttore come l'alluminio. Queste correnti circolari sono chiamate "correnti parassite". Secondo la legge di Lenz, queste correnti parassite creano un proprio campo magnetico che si oppone al campo del magnete che le ha create. Si ottiene così una forza repulsiva. Questo è il principio alla base dei sistemi di frenatura magnetica di alcuni treni e montagne russe. Il magnete forte non raccoglie l'alluminio, ma può spingerlo o rallentarlo. È una dimostrazione interessante che mostra la profonda connessione tra magnetismo ed elettricità.

L'alluminio è altamente magnetico?

Abbiamo stabilito che l'alluminio non è magnetico nel modo in cui lo consideriamo di solito. Ma quanto è amagnetico? È facile pensare in termini di bianco e nero - magnetico o non magnetico - ma in realtà esiste uno spettro.

L'alluminio non è altamente magnetico; anzi, è uno dei metalli meno magnetici. La sua classificazione ufficiale è "paramagnetico", il che significa che è debolmente attratto dai campi magnetici. Per qualsiasi scopo pratico nella vita di tutti i giorni, si può considerare non magnetico.

Conoscere i materiali magnetici

Per capire quanto sia "poco magnetico" l'alluminio, è utile conoscere le principali categorie di materiali magnetici. Pensate a una lista di sospetti per il crimine "magnetico". In primo luogo, ci sono i principali colpevoli: i materiali ferromagnetici. Sono i materiali che consideriamo "magnetici", come il ferro, il nichel e il cobalto. I loro magneti atomici si allineano facilmente e creano una forte forza magnetica. Sono quelli che saltano sul frigorifero. Poi ci sono i materiali diamagnetici, che sono l'opposto. Quando si avvicina un magnete a questi materiali, essi si respingono debolmente.

L'acqua e il carbonio ne sono un esempio. Infine, c'è il gruppo a cui appartiene l'alluminio: i materiali paramagnetici. Sono debolmente attratti da un campo magnetico. L'attrazione è così debole che per misurarla occorrono apparecchiature di laboratorio sensibili. Quindi, rispetto al ferro, che è altamente ferromagnetico, l'alluminio si trova all'estremità opposta della scala della forza magnetica. La sua personalità magnetica è incredibilmente debole, quasi inesistente nella nostra esperienza quotidiana, ed è per questo che è così utile per le cose in cui non si vogliono interferenze magnetiche.

Un magnete si attacca all'acciaio inossidabile o all'alluminio?

È una domanda che ricevo sempre, soprattutto quando si cerca di capire se le pentole o gli elettrodomestici nuovi sono in grado di trattenere un magnete. È un punto di confusione comune perché entrambi i metalli sono così popolari e argentati.

Un magnete non si attacca all'alluminio. Tuttavia, quando si tratta di acciaio inossidabile, la risposta è "dipende". Alcuni tipi di acciaio inossidabile sono magnetici, mentre altri non lo sono. Tutto dipende dalla composizione e dalla struttura specifica dell'acciaio.

I due volti dell'acciaio inossidabile

Il motivo della risposta "forse" per l'acciaio inossidabile risiede nella sua ricetta. L'acciaio inossidabile non è una cosa sola, ma una famiglia di leghe a base di ferro. L'ingrediente chiave che lo rende "inossidabile" è il cromo, ma spesso vengono aggiunti altri elementi come il nichel. Queste aggiunte modificano la struttura cristallina interna dell'acciaio. I tipi principali che si possono incontrare sono due. Austenitico Gli acciai inossidabili (come i comuni 304 e 316 utilizzati nelle attrezzature e nelle pentole per alimenti) contengono molto nichel.

Questo cambia la struttura atomica in modo da renderli non magnetici, proprio come l'alluminio. Ricordo che rimasi sorpreso dal fatto che il mio nuovo lavello in acciaio inossidabile non avrebbe tenuto un porta-spugna magnetico. Poi c'è Ferritico e Martensitico acciai inossidabili. Questi hanno una struttura diversa, molto simile a quella del ferro normale, e sono quindi magnetici. Questo tipo di acciaio è spesso utilizzato per prodotti come i coltelli da cucina e le pentole più economiche. Quindi, il modo migliore per sapere se il vostro oggetto in acciaio inossidabile è magnetico? Basta prendere una calamita e fare una prova!

Conclusione

In definitiva, l'alluminio non è magnetico nel modo in cui lo intendiamo normalmente. Un semplice magnete non vi si attacca, anche se i magneti forti e in movimento possono creare effetti interessanti.