Många material har magnetiska egenskaper och förmåga att magnetiseras. Två klasser av material med magnetiska egenskaper är paramagnetiska och ferromagnetiska material. Dessa material har naturliga magnetiska egenskaper som gör att de kan lockas av en magnet. Paramagnetiska material är svagt lockade till magneter och ferromagnetiska material är starkt lockade till magneter. Dessa egenskaper härrör från deras subatomära strukturer, vilka bestämmer vilka material som kan starkt magnetiseras och vad som bara kan vara svagt magnetiserad.
Magnetiska egenskaper
Kärnan i det som gör att ett material kan magnetiseras ligger i dess subatomära struktur där elektroner spinner runt kärnan i materialets atomer. En spinnelektron skapar ett magnetfält som heter en dipol som, som en vanlig barmagnet, har både norra och södra poler. När majoriteten av elektroner spinner i samma riktning har materialet potential att magnetiseras. Om ett material inte har en stor del av dess elektroner som spinner i samma riktning har den emellertid mindre potential att magnetiseras, eftersom motsatt spinnande elektroner neutraliserar varandras enskilda magnetfält. Ett exempel på ett material som har majoriteten av dess elektroner som spinner i samma riktning och kan starkt magnetiseras är järn. Ett exempel på ett material som inte har en majoritet av dess elektroner som spinner i samma riktning och endast kan vara svagt magnetiserad är aluminium.
Ferromagnetiska material
På grund av atomarnas subatomiska struktur , ferromagnetiska material såsom järn, nickel gadolinium och kobolt är naturligt lockade till magneter. Typiskt måste dessa material genomgå en process såsom uppvärmning vid hög temperatur följt av kylning under påverkan av ett starkt magnetfält för att magnetiseras som en permanentmagnet. Mindre fysiska metoder som att sträcka materialet med en magnet eller slå på den med en hammare kan göra dessa material till tillfälliga magneter. Båda fysiska processerna medför att materialets elektroninducerade magnetfält är i linje med varandra.
Paramagnetiska material
Paramagnetiska material är endast svagt attraherade av magneter på grund av paramagnetiska materialens subatomära struktur bestående av endast en relativt få fria elektroner som spinner i samma riktning. Därför gör paramagnetiska material som koppar, aluminium, platina och uran mycket svagare magneter än de som gjorts av ferromagnetiska material.
Legerade legeringar
Legeringar av ferromagnetiska och paramagnetiska material kan variera med potential att magnetiseras. Till exempel, trots att nickel är ett ferromagnetiskt material, lockas inte en 5-procentig bit till en magnet. US 5-cent myntet är en legering av 20 procent nickel och 80 procent koppar. Rostfritt stål är ett annat exempel på ett material som inte lockas till en magnet eftersom det är en legering av ferromagnetiskt järn med krom och många andra paramagnetiska material.
Men vissa legeringar av ferromagnetiska och paramagnetiska material gör starka magneter . Ett exempel är alnico, som i en form består av de ferromagnetiska metallerna järn, nickel och kobolt med paramagnetiska material aluminium och koppar.
