Ist Wolfram magnetisch?: Ein nützlicher Leitfaden
Wolfram ist ein interessantes Metall, das in vielen Branchen wie der Elektronik und der Luft- und Raumfahrt verwendet wird. Aber ist Wolfram magnetisch?
In diesem Leitfaden werden wir diese Frage beantworten und erklären, warum sich Wolfram so verhält, wie es sich verhält. Am Ende werden Sie ein besseres Verständnis seiner magnetischen Eigenschaften haben.
Chemische und physikalische Eigenschaften von Wolfram
Wolfram ist ein seltenes, silberweißes Metall, das sich durch seine Festigkeit und Hitzebeständigkeit auszeichnet. Es ist Teil der Gruppe VIB im Periodensystem und hat einzigartige chemische und physikalische Eigenschaften.
Physikalische Eigenschaften
Wolfram, mit dem Symbol W und der Ordnungszahl 74, hat mit 3422°C (6192°F) den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle und einen Siedepunkt von 5927°C. Deshalb ist es perfekt für den Einsatz in sehr heißen Umgebungen geeignet.
Mit einem Dichte von 19,3 g/cm³Es ist so schwer wie Gold und viel schwerer als Stahl. Wolfram ist extrem hart, vor allem in seiner Karbidform, wodurch es so hart wie Diamant ist und sich hervorragend für Werkzeuge eignet, die dem Verschleiß standhalten müssen.
Obwohl seine elektrische Leitfähigkeit im Vergleich zu anderen Metallen relativ gering ist, eignet sich Wolfram aufgrund seiner Fähigkeit, hohen Temperaturen standzuhalten, für einige elektrische Anwendungen.
Mit einer Wärmeleitfähigkeit von 170 W/m-K ist es für die Wärmeübertragung ausreichend, erreicht aber nicht die Leitfähigkeit von Metallen wie Kupfer.
Wolfram hat eine hohe Zugfestigkeit, die es widerstandsfähig gegen Verformung unter Belastung macht, so dass es sich perfekt für schwere Anwendungen eignet.
Chemische Eigenschaften
Was die chemischen Eigenschaften betrifft, so kann Wolfram in mehreren Oxidationsstufen vorliegen, darunter +2, +3, +4, +5 und +6; +6 ist die stabilste und häufigste.
Bei Raumtemperatur ist es sehr oxidationsbeständig, aber bei höheren Temperaturen bildet es Wolframtrioxid (WO₃).
Wolfram ist zwar gegen die meisten Säuren resistent, löst sich aber in Königswasser, einer Mischung aus Salz- und Salpetersäure, auf und bildet lösliche Wolframverbindungen.
Bei der Reaktion mit starken Basen wie Natriumhydroxid (NaOH) bildet Wolfram Wolframat-Salze. Wolfram bildet auch eine Vielzahl von Komplexverbindungen wie Wolframhexacarbonyl (W(CO)₆) und Wolframat-Ionen (WO₄²-).
Obwohl es weniger verbreitet ist, kann Wolfram Hydride wie Wolframhexahydrid (WH₆) bilden. Darüber hinaus wird Wolfram aufgrund seiner katalytischen Eigenschaften als Katalysator in verschiedenen chemischen Prozessen verwendet, darunter bei der Erdölraffination und der organischen Synthese.
Magnetische Eigenschaften und Klassifizierung
Magnetische Materialien werden in drei Haupttypen unterteilt: ferromagnetische, paramagnetische und diamagnetische. Ferromagnetische Materialien wie Eisen werden stark von Magneten angezogen und bleiben auch dann noch magnetisiert, wenn der Magnet entfernt wird.
Paramagnetische Materialien werden von Magneten nur schwach angezogen und bleiben nicht magnetisiert, wenn der Magnet entfernt wird. Diamagnetische Materialien werden von Magneten abgestoßen.
Wolfram ist paramagnetisch. Es hat ungepaarte Elektronen, so dass es von Magnetfeldern schwach angezogen wird. Diese Anziehungskraft ist jedoch vorübergehend, und Wolfram bleibt nicht magnetisiert, wenn das Feld verschwunden ist.
Ist Wolfram magnetisch?
Reines Wolfram ist nicht magnetisch. Es zieht keine Magnete an und wird nicht magnetisiert wie Eisen oder Nickel.
Obwohl Wolfram für seinen hohen Schmelzpunkt, seine extreme Härte und seine Dichte bekannt ist, tragen diese Eigenschaften nicht zum Magnetismus bei.
Die Elektronenkonfiguration und das magnetische Verhalten von Wolfram
Wolfram hat die Elektronenkonfiguration [Xe] 4f^14 5d^4 6s^2. Obwohl es ungepaarte Elektronen in seinem 5d-Orbital hat, was zu magnetischen Eigenschaften führen könnte, verhält sich Wolfram meist wie ein diamagnetisches Material.
Wolfram hat nicht die notwendige Struktur, um stark magnetisch zu sein wie ferromagnetische Materialien. Jede schwache Anziehungskraft wird durch sein abstoßendes Verhalten aufgehoben.
Magnetische Suszeptibilität von Wolfram
Wie bereits erwähnt, wird Wolfram als paramagnetisches Material eingestuft. Das bedeutet, dass es schwach von Magnetfeldern angezogen wird, aber seinen Magnetismus nicht beibehält, wenn das Magnetfeld entfernt wird.
Die magnetische Suszeptibilität von Wolfram ist recht gering, d. h. seine magnetische Anziehungskraft ist im Vergleich zu Materialien wie Eisen sehr schwach. In der Praxis gilt Wolfram als nicht magnetisch.
Warum Wolfram paramagnetische Eigenschaften aufweist
Die paramagnetischen Eigenschaften von Wolfram sind auf seine Elektronenkonfiguration zurückzuführen. Die ungepaarten Elektronen in seinem 5d-Orbital können sich mit einem äußeren Magnetfeld ausrichten, aber diese Ausrichtung ist schwach und vorübergehend.
Sobald das Magnetfeld verschwindet, kehren die Wolframatome in ihren normalen Zustand zurück, und der Magnetismus verschwindet. Dies macht die magnetischen Eigenschaften von Wolfram sehr schwach und kurzlebig.
Faktoren, die den Magnetismus von Wolfram beeinflussen
Die magnetischen Eigenschaften von Wolfram können durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden, z. B. durch die folgenden:
Temperatur
Die Temperatur hat einen großen Einfluss darauf, wie Wolfram auf Magnetfelder reagiert. Nach dem Curie'schen Gesetz wird Wolfram weniger magnetisch, wenn die Temperatur ansteigt.
Wenn man also die Temperatur erhöht, werden die magnetischen Eigenschaften schwächer. Kühlt man es jedoch ab, werden die magnetischen Eigenschaften von Wolfram stärker, da sich das Material aufgrund der niedrigeren Temperatur besser auf die Magnetfelder ausrichten kann.
Angewandtes Magnetfeld
Wenn man Wolfram einem starken Magnetfeld aussetzt, richten sich die Elektronen im Inneren des Materials vorübergehend aus, wodurch es schwach magnetisch wird. Aber dieser Effekt ist nicht von Dauer.
Sobald Sie das Magnetfeld entfernen, verliert Wolfram seinen schwachen Magnetismus und kehrt in den Normalzustand zurück. Die Stärke des Magnetfelds, das Sie anlegen, beeinflusst also, wie stark Wolfram magnetisiert wird.
Inhalt der Mappe
In Wolframlegierungen halten Bindemittel die verschiedenen Metalle zusammen. Diese Bindemittel können das Verhalten von Wolfram in einem Magnetfeld verändern.
Kobalt beispielsweise, ein gängiges Bindemittel, kann Wolfram etwas magnetischer machen. Andererseits kann Nickel die magnetischen Eigenschaften abschwächen oder aufheben, so dass Wolfram nicht mehr magnetisch ist.
Zusammensetzung
Die Beschaffenheit von Wolfram, insbesondere die Anzahl der ungepaarten Elektronen und deren Anordnung, beeinflusst sein magnetisches Verhalten. Je mehr ungepaarte Elektronen Wolfram hat und wie sie angeordnet sind, desto stärker ist seine magnetische Reaktion.
Die genaue Zusammensetzung von Wolfram bestimmt also, wie es auf Magnete reagiert.
Ist Wolframkarbid magnetisch?
Nein, Wolframkarbid ist nicht magnetisch. Wolframcarbid besteht aus Wolfram- und Kohlenstoffatomen. Wolfram selbst hat nur schwache magnetische Eigenschaften.
Wenn es sich mit Kohlenstoff zu Wolframcarbid verbindet, verhindern die starken Bindungen zwischen den Atomen, dass es magnetisch wird. Das bedeutet, dass Wolframcarbid keine Magnete anzieht oder magnetisiert wird.
Die zur Herstellung von Wolframcarbid verwendeten Bindemetalle können jedoch die Magnetisierung beeinflussen. Bindemetalle wie Kobalt, Nickel und Eisen sind magnetisch. Je mehr dieser Metalle, insbesondere Kobalt, verwendet werden, desto magnetischer wird Wolframcarbid sein.
Wolframkarbid-Sorten und magnetische Eigenschaften
Die magnetischen Eigenschaften von Wolframkarbid können je nach Sorte und Bindemittelgehalt variieren. Hier erfahren Sie, wie sich die verschiedenen Wolframkarbidsorten magnetisch verhalten:
Reines Wolframkarbid: Diese Sorte ist völlig unmagnetisch. Da es keine Bindemittel enthält, reagiert es nicht auf Magnetfelder.
Sorten mit einem Kobaltgehalt von 6-15%: Diese Sorten sind schwach magnetisch. Die geringe Menge an Kobalt, die dem Gemisch zugesetzt wird, macht es leicht magnetisch, wenn auch nicht so auffällig.
Höherer Kobaltgehalt (15-30%): Wolframkarbid mit höherem Kobaltgehalt ist deutlich magnetischer. Mit steigendem Kobaltgehalt nimmt auch die magnetische Permeabilität des Materials zu.
Eisen- oder Nickelbindemittel: Wolframcarbid mit Eisen- oder Nickelbindemittel ist weniger magnetisch als solches mit Kobalt. Diese Metalle sind zwar magnetisch, aber sie tragen nicht so stark zum Gesamtmagnetismus des Materials bei wie Kobalt.
Ist ein Ring aus Wolfram magnetisch?
Ein Wolframring kann magnetisch sein oder nicht, je nachdem, woraus er hergestellt ist. Reines Wolfram ist nicht magnetisch, so dass, wenn Ihr Ring aus reinem Wolfram hergestellt ist, wird es nicht an einem Magneten haften.
Wolfram hat nicht die magnetischen Eigenschaften von Metallen wie Eisen, Nickel oder Kobalt. Allerdings sind die meisten Wolframringe aus Legierungen hergestellt, was bedeutet, dass andere Metalle beigemischt sind.
Diese Metalle können Ihren Wolframring magnetisch machen:
Kobalt-gebundenes Wolframkarbid: Wenn Ihr Ring Kobalt enthält, wird er magnetisch sein. Kobalt ist ein ferromagnetisches Metall, das heißt, es kann Magnete leicht anziehen.
Nickel-gebundenes Wolframkarbid: Wenn Ihr Ring Nickel enthält, ist er weniger magnetisch, kann aber dennoch auf einen starken Magneten reagieren.
Gemeinsame Wolfram-Objekte und Magnetismus
Sehen wir uns einige gängige Wolframprodukte und ihre magnetischen Eigenschaften an.
Wolfram-Ringe
Die meisten Wolframringe sind nicht aus reinem Wolfram gefertigt. Sie werden oft mit anderen Metallen gemischt, was sie leicht magnetisch machen kann.
Wolframkarbid
Wolframcarbid ist ein Gemisch aus Wolfram und Kohlenstoff, das normalerweise durch Metalle wie Kobalt oder Nickel zusammengehalten wird. Der Magnetismus hängt vom Bindemittelelement ab.
Wolfram-Stäbe
Reine Wolframstangen sind nicht magnetisch. Wenn Ihr Wolframstab keine anderen Metalle beigemischt hat, wird er nicht an einem Magneten haften.
Wolfram-Pulver
Reines Wolframpulver ist nicht magnetisch. Recyceltes oder verunreinigtes Pulver kann jedoch geringe Mengen an magnetischen Materialien enthalten, die es leicht magnetisch machen.
Wolfram-Schweißen
Schweißelektroden aus Wolfram, wie thoriertes Wolfram, können ein wenig magnetisch sein. Das liegt an den bei der Herstellung zugesetzten Materialien wie Thorium, die eine magnetische Wirkung haben.
Schlussfolgerung
Der Magnetismus von Wolframprodukten kann davon abhängen, wie sie hergestellt wurden, welche Metalle hinzugefügt wurden, oder ob sie recycelt wurden und magnetische Verunreinigungen aufgenommen haben.
Wenn Sie mit Wolframprodukten arbeiten, ist DEK ein Fertigungsunternehmen, das Ihnen helfen kann, hochwertige, auf Ihre Bedürfnisse zugeschnittene Wolframartikel herzustellen. Kontakt zur DEK und erhalten Sie ein kostenloses Angebot.
