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第3章 磁與磁場(1/5)

作者:單純至深字數:17586更新時間:2024-03-29 04:07:40

    種類

    磁鐵的種類很多 ,一般分為硬〈永〉磁體(磁性保持較長或永久時間)和軟磁體(較短時間內有磁性)兩大類,我們所說的磁鐵,一般都是指永磁磁鐵。永磁磁鐵又分二大分類:

    第一大類是:金屬合金磁鐵包括釹鐵硼磁鐵(Nd2Fe14B)、鋁鎳鈷磁鐵(AlNiCo)、釤鈷磁鐵(SmCo),包括: 1、釹鐵硼磁鐵:它是發現商品化性能最高的磁鐵,被人們稱為磁王,擁有極高的磁性能其最大磁能積(BHmax)高過鐵氧體(Ferrite)10倍以上。其本身的機械加工性能亦相當之好。工作溫度最高可達200攝氏度。而且其質地堅硬,性能穩定,有很好的性價比,故其應用極其廣泛。但因為其化學活性很強,所以必須對其表麵塗層處理。(如鍍Zn,Ni,電泳、鈍化等)。2. 鋁鎳鈷磁鐵:是由鋁、鎳、鈷、鐵和其它微量金屬元素構成的一種合金。鑄造工藝可以加工生產成不同的尺寸和形狀,可加工性很好。鑄造鋁鎳鈷永磁有著最低可逆溫度係數,工作溫度可高達600攝氏度以上。鋁鎳鈷永磁產品廣泛應用於各種儀器儀表和其他應用領域。3. 釤鈷(SmCo)依據成份的不同分為SmCo5和Sm2Co17。由於其材料價格昂貴而使其發展受到限製。釤鈷(SmCo)作為稀土永磁鐵,不但有著較高的磁能積(14-28MGOe)、可靠的矯頑力和良好的溫度特性。與釹鐵硼磁鐵相比,釤鈷磁鐵更適合工作在高溫環境中。

    第二大類是:鐵氧體永磁材料(Ferrite),它主要原料包括BaFe12O19和SrFe12O19。通過陶瓷工藝法製造而成,質地比較硬,屬脆性材料,由於鐵氧體磁鐵有很好的耐溫性、價格低廉、性能適中,已成為應用最為廣泛的永磁體。

    在電磁學裏,當兩塊磁鐵或磁石相互吸引或排斥時,或當載流導線在周圍產生磁場,促使磁針偏轉指向,或當閉電路移動於不均勻磁場時,會有電流出現於閉電路,這些都是與磁有關的現象。凡是與磁有關的現象也都會與磁場有關。

    磁性是物質響應磁場作用的屬性。每一種物質或多或少地會被磁場影響。鐵磁性是最強烈、最為人知的一種磁性。由於具有鐵磁性,磁石或磁鐵會產生磁場。另外,順磁性物質會趨向於朝著磁場較強的區域移動,即被磁場吸引;反磁性物質則會趨向於朝著磁場較弱的區域移動,即被磁場排斥;還有一些物質會與磁場有更複雜的關係,例如,自旋玻璃的性質、反鐵磁性等等。外磁場對於某些物質的影響非常微弱。

    物質的磁態與溫度、壓強、外磁場等等有關,依照溫度或其它參數的不同,物質會顯示出不同的磁性。

    發展

    中國發展

    曆程先秦時代我們的先人已經積累了許多這方麵的認識,在探尋鐵礦時常會遇到磁鐵礦,即磁石(主要成分是四氧化三鐵)。這些發現很早就被記載下來了。《管子·地數》篇中最早記載了這些發現:“上有慈石者,其下有銅金。”其他古籍如《山海經》中也有類似的記載。磁石的吸鐵特性很早就被人發現,《呂氏春秋》九卷精通篇就有:“慈招鐵,或引之也。”那時的人稱“磁”為“慈”他們把磁石吸引鐵看作慈母對子女的吸引。並認為:“石是鐵的母親,但石有慈和不慈兩種,慈愛的石頭能吸引他的子女,不慈的石頭就不能吸引了。” 漢以前人們把磁石寫做“慈石”,是慈愛石頭的意思。

    既然磁石能吸引鐵,那麽是否還可以吸引其他金屬呢?我們的先民做了許多嚐試,發現磁石不僅不能吸引金、銀、銅等金屬,也不能吸引磚瓦之類的物品。西漢的時候人們已經認識到磁石隻能吸引鐵,而不能吸引其他物品。

    當把兩塊磁鐵放在一起相互靠近時,有時候互相吸引,有時候相互排斥。人們都知道磁體有兩個極,一個稱N極,一個稱S極。同性極相互排斥,異性極相互吸引。那時的人們並不知道這個道理,但對這個現象還是能夠察覺到的。

    到了西漢,有一個名叫欒大的方士,他利用磁石的這個性質做了兩個棋子般的東西,通過調整兩個棋子極性的相互位置,有時兩個棋子相互吸引,有時相互排斥。欒大稱其為“鬥棋”。他把這個新奇的玩意獻給漢武帝,並當場演示。漢武帝驚奇不已,龍心大悅,竟封欒大為“五利將軍”。

    地球也是一個大磁體,它的兩個極分別在接近地理南極和地理北極的地方。因此地球表麵的磁體,可以自由轉動時,就會因磁體同性相斥,異性相吸的性質指示南北。這個道理古人不夠明白,但這類現象他們很清楚。 本章尚未完結,請點擊下一頁繼續閱讀---->>>

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