Magnetismus ist eine bemerkenswerte Eigenschaft. Viele Menschen sind davon bereits in Ihrer Kindheit beeindruckt. Ging es Ihnen auch so? Dann interessiert Sie bestimmt, wie und warum manche Metalle magnetisch sind. Es ist ganz interessant, diese Dinge einmal genauer zu betrachten.
Nickel aus Eisenerz
Nickel wird meist aus kupferhaltigem Eisenerz gewonnen. Deshalb lässt sich Magnetismus vermuten. Eisen wird ja stets mit Magnetismus verbunden. Tatsächlich gehören zu Nickel zwei Eigenschaften. Magnetismus und chemische Beständigkeit. Als Übergangsmetall ist es bei Raumtemperatur ein ferromagnetischer Stoff. Neben Nickel besitzt vor allem Eisen ein solches Verhalten.
Als chemisches Element besitzt Nickel im Periodensystem der Elemente das Symbol Ni und die Ordnungszahl 28. Es wird zu den Übergangsmetallen zugeordnet. Axel Frederic Cronstedt stellte Nickel im Jahre 1751 erstmals rein dar. Er fand das bis dato unbekannte Metall in dem Mineral Kupfernickel. Mittelalterliche Bergleute bezeichneten Kupfererz, aus dem sich kein Kupfer gewinnen ließ, als von den Berggeistern, den „Nickeln“ verhext. Also „Kupfernickel“. 1881 wurde die erste Münze aus Nickel geprägt.
Magnetismus bei Raumtemperatur
Sämtliche ferromagnetischen Stoffe ziehen die Magnetisierung in einem externen Magnetfeld nach sich. Dabei steigt ihre eigene magnetische Flussdichte extrem an. Wird z.B. ein nickelhaltiger Stab mit einem Magneten bestrichen, wird dieser Stab selbst zum Magneten. Derartige Vorgänge lassen sich auch bei zwei Eisenstäben beobachten. Jeder Magnet zieht die ferromagnetischen Metalle an. Darunter fällt auch die Anziehung zwischen nickelhaltigem Metall und Magneten. Das magnetische Verhalten wird von Nickel vor allem bei Raumtemperatur gezeigt. Bei tiefen Temperaturen zeigen viele Metalleferromagnetische Eigenschaften. Bei Raumtemperatur treten sie jedoch nur bei drei Metallen auf, bei Kobalt, Nickel und Eisen. Bei Nickel sind in der Elektronenkonfiguration im Normalzustand Elektronen in ungepaarter Form gegeben.
Kupfer ist eigentlich nicht magnetisch
Prinzipiell besitzt jeder Gegenstand eine Art von Magnetfeld. Das liegt am Aufbau der Stoffe. Sie bestehen aus Atomen, um welche Elektronen kreisen. Stets erzeugt die Elektronenbewegung ein Magnetfeld, wenn auch meist nur schwach. Wenn sich diese kleinen Magnetfelder in eine Richtung orientieren und sich zusammenschließen, dann wird der Stoff tatsächlich magnetisch.
Forscher machen Kupfer magnetisch
Kupfer ist von der Natur aus nicht magnetisch, allerdings wird Kupfer mitunter magnetisch gemacht. Dazu werden ihm Kohlenstoffatome zugeordnet. Kupfer wird mit einem weiteren unmagnetischem Stoff kombiniert und so entsteht ein kleiner Kupfermagnet. Forscher trugen jeweils 60 Kohlenstoffatome auf einen dünnen Kupferstreifen auf. Durch diese Verfahrensweise wurde der Kupferstreifen magnetisch. Wichtig dabei ist, dass der Kohlestoffstreifen sehr dünn ist, es geht dabei um Millionstel Millimeter. Alles funktioniert jedoch nur bei einem sehr dünnen Streifen Kupfer, bei dem die einzelnen Lagen nicht dicker als zweieinhalb Nanometer sein dürfen.
Mein Name ist Anatoli Bauer und ich wohne im Norden an der Nordseeküste in Husum. Ich beschäftige mich leidenschaftlich gerne mit den Naturwissenschaften und interessiere mich vor allem für Physik und alles, was mit dem Weltraum und entfernten Planten zu tun hat.
