關於磁鐵的知識經驗

磁鐵是指可以產生磁場的物體或材質,通常用金屬合金製成,具有強磁性。那麼磁鐵有哪些知識經驗呢?下面是本站小編整理aa的範文,歡迎閲讀!

關於磁鐵的知識經驗
關於磁鐵的知識經驗

古希臘人和中國人發現自然界中有種天然磁化的石頭,稱其為“吸鐵石”。這種石頭可以魔術般的吸起小塊的鐵片,而且在隨意擺動後總是指向同一方向。早期的航海者把這種磁鐵作為其最早的指南針在海上來辨別方向。經過千百年的發展,今天磁鐵已成為我們生活中的強力材料。通過合成不同材料的合金可以達到與吸鐵石相同的效果,而且還可以提高磁力。在18世紀就出現了人造的磁鐵,但製造更強磁性材料的過程卻十分緩慢,直到20世紀20xx年代製造出鋁鎳鈷(Alnico)。隨後,20世紀50年代製造出了鐵氧體(Ferrite),70年代製造出稀土磁鐵[Rare Earth magnet 包括釹鐵硼(NdFeB)和釤鈷(SmCo)]。至此,磁學科技得到了飛速發展,強磁材料也使得元件更加小型化。

什麼是磁化(取向)方向?

大多數磁性材料可以沿同一方向充磁至飽和,這一方向叫做“磁化方向”(取向方向)。沒有取向方向的磁鐵(也叫做各向同性磁鐵)比取向磁鐵(也叫各向異性磁鐵)的磁性要弱很多。

什麼是標準的“南北極”工業定義?

“北極”的定義是磁鐵在隨意旋轉後它的北極指向地球的北極。同樣,磁鐵的南極也指向地球的南極。在沒有標註的情況下如何辨別磁鐵的北極?

很顯然只憑眼睛是無法分辨的。可以使用指南針貼近磁鐵,指向地球北極的指針會指向磁鐵的南極。

如何安全的處理和存放磁鐵?

要始終十分小心,因為磁鐵會自己吸附到一起,可能會夾傷手指。磁鐵相互吸附時也有可能會因碰撞而損壞磁鐵本身(碰掉邊角或撞出裂紋)。

將磁鐵遠離易被磁化的物品,如軟盤,信用卡,電腦顯示器,手錶,手機,醫療器械等。 磁鐵應遠離心臟起搏器。

較大尺寸的磁鐵,每片之間應加塑料或硬紙墊片以保證可以輕易地將磁鐵分開。 磁鐵應儘量存放在乾燥,恆温的環境中。

如何做到隔磁?

只有能吸附到磁鐵上的材料才能起到隔斷磁場的作用,而且材料越厚,隔磁的效果越好。 什麼是最強的磁鐵?

目前最高性能的磁鐵是稀土類磁鐵,而在稀土磁鐵中釹鐵硼是最強力的磁鐵。但在200攝氏度以上的環境中,釤鈷是最強力的磁鐵。

怎樣來定義磁鐵的性能?

主要有如下3個性能參數來確定磁鐵的性能:

剩磁Br :永磁體經磁化至技術飽和,並去掉外磁場後,所保留的Br稱為剩餘磁感應強度。

矯頑力Hc:使磁化至技術飽和的永磁體的B降低到零,所需要加的反向磁場強度稱為磁感矯頑力,簡稱為矯頑力

磁能積BH:代表了磁鐵在氣隙空間(磁鐵兩磁極空間)所建立的磁能量密度,即氣隙單位體積的靜磁能量。由於這項能量等於磁鐵的Bm和Hm的乘積,因此稱為磁能積。 磁場:對磁極產生磁作用的空間為磁場

表面磁場:永磁體表面某一指定位置的磁感應強

鐵氧體磁性材料

一種複合氧化物燒結體非金屬磁性材料。在電性上屬於半導體範疇,所以又稱磁性半導體。磁鐵礦(主要成分是Fe3O4)是一種最簡單的鐵氧體。國際上早在20世紀初已合成鐵氧體,在30年代,法、日、德、荷相繼進行了系統研究。荷蘭從1946年就開始鐵氧體軟磁材料工業生產。中國在1956年前後開始鐵氧體的工業生產。鐵氧體已在通信廣播、計算技術、自動控制、雷達導航、宇宙航行、衞星通信、儀表測量、印刷顯示、污染處理、生物醫學、高速運輸等方面廣泛應用。

鐵氧體是由鐵和其他一種或多種金屬組成的複合氧化物。如尖晶石型鐵氧體的化學式為 MeFe2O4或 MeO·Fe2O3,其中Me是離子半徑與二價鐵離子(Fe2+)相近的二價金屬離子(如Mn2+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Co2+等)或平均化學價為二價的多種金屬離子組。 鐵氧體分軟磁鐵氧體和永磁鐵氧體。

軟磁鐵氧體 有錳鐵氧體(MnO·Fe2O3)、鋅鐵氧體(ZnO·Fe2O3)、鎳鋅鐵氧體(Ni-Zn·Fe2O4)、錳鎂鋅鐵氧體(Mn-Mg-Zn·Fe2O4)等單組分或多組分鐵氧體。電阻率比金屬磁性材料大得多,而且有較高的介電性能,因此出現兼有鐵磁性和鐵電性以及鐵磁性和壓電性的鐵氧體。在高頻下具有比金屬磁性材料(包括鐵鎳合金、鋁硅鐵合金)高得多的磁導率,適用於幾千赫到幾百兆赫頻率下工作。加工鐵氧體屬於一般陶瓷工藝,因而工藝簡單,且節省大量貴金屬,成本低。鐵氧體的飽和磁通密度Bs低,通常只有鐵的1/3~1/5。鐵氧體在單位體積中儲存的磁能低,限制了它在要求有較高磁能密度的低頻、強電和大功率領域中的應用。它較適於高頻小功率,弱電場合中應用。鎳鋅鐵氧體可用作收音機裏的天線磁棒和中頻變壓器磁心,錳鋅鐵氧體可用作電視接收機中的行輸出變壓器鐵心。此外,軟磁鐵氧體還用於通信線路中的增感器及濾波器的磁心等。近年來還應用作高頻磁記錄換能器(磁頭)。

永磁鐵氧體 有鋇鐵氧體 (BaO·6Fe2O3)和鍶鐵氧體(SrO·6Fe2O3)。電阻率高,屬於半導體類型,故渦流損耗小,矯頑力大,能有效地應用在大氣隙的磁路中,特別適於作小型發電機和電動機的永磁體。它不含有貴金屬鎳、鈷等,原材料來源豐富,工藝不復雜,成本低,可代替鋁鎳鈷永磁體。它的最大磁能積(B+H)m較低,因此在相等磁能的情況下,比金屬磁體體積大。它的温度穩定性差,質地較脆、易碎,不耐衝擊震動,不宜作測量儀表及有精密要求的磁性器件。永磁鐵氧體產品主要為各向異性系列。它們可用於製作永磁點火電機、永磁電機、永磁選礦機、永磁弔頭、磁推軸承、磁分離器、揚聲器、微波器件、磁療片、助聽器等。

永磁材料

(這裏主要介紹釹鐵硼)

一、分類及性質

永磁材料主要有鋁鎳鈷(AlNiCo)系金屬永磁,第一代SmCo5永磁體(稱為1:5型釤鈷合金),第二代Sm2Co17(稱為2:17型釤鈷合金)永磁體,第三代稀土永磁合金NdFeB(稱作釹鐵硼合金)。隨着科學技術的發展,釹鐵硼永磁材料的性能不斷提高,應用領域不斷擴大。高磁能積(50兆高奧≈400kJ/m3)、高矯頑力(28EH、32EH)和高使用温度(240C)的燒結釹鐵硼已產業化生產。釹鐵硼永磁鐵的主要原材料有稀土金屬釹(Nd)32%、金屬元素鐵(Fe)64%和非金屬元素硼(B)1%(少量添加鏑(Dy)、鋱(Tb)、鈷(Co)、鈮(Nb)、鎵(Ga)、鋁(Al)、銅(Cu)等元素)。釹鐵硼三元系永磁材料是以Nd2Fe14B化合物作為基體的,其成分應與化合物Nd2Fe14B分子式相近。但完全按Nd2Fe14B成分配比時,磁體的磁性能很低,甚至無磁。只是實際的磁體當中釹和硼的含量比Nd2Fe14B化合物的釹和硼含量多時才能獲得較好的永磁性能。

二、釹鐵硼的加工工藝

燒結:配料(配方)→熔鍊→制粉→壓制(成型取向)→燒結及時效→磁性能檢驗→機械加工→表面塗層處理(電鍍)→成品檢驗

粘結:原料→粒度調整→與粘結劑混練→成型(壓縮、擠壓、注塑)→燒成處理(壓縮)→再加工→成品檢驗

三、釹鐵硼的質量標準

主要有三個參量:剩磁Br(Residual Induction),單位Gauss,從飽和狀態去除磁場後,剩餘的磁通密度,代表了磁鐵對外所能提供磁場強弱;矯頑力Hc(Coercive Force),單位Oersteds,就是把磁體放在一個反向外加磁場中,當外加磁場增加到一定強度時磁體的磁性就會消失,把這個抵抗外加磁場的能力稱為矯頑力,代表了衡量抗退磁能力;磁能積BHmax,單位Gauss-Oersteds, 就是單位體積材料所產生的磁場能量,是磁鐵所能存儲能量多少的一個物理量。

四、釹鐵硼的應用與用途

目前主要應用領域有:永磁電動機、發電機、核磁共振成像儀、磁選機、音響揚聲器、磁懸浮系統、磁力傳動、磁力起重、儀器儀表、液體磁化、磁療設備等等,已成為汽車製造、通用機械、石油化工、電子信息產業和尖端技術不可缺少的功能材料。

五、釹鐵硼與其它永磁材料的比較

釹鐵硼永磁材料是目前世界上磁性最強的永磁材料,其磁能積比廣泛應用的鐵氧體高十倍,比第一代、第二代稀土磁體(釤鈷永磁)高約一倍,被譽為“永磁之王”。用他代替其他永磁材料,可使器件的體積和重量成倍下降。由於釹資源豐富,與釤鈷永磁相比,以鐵取代了昂貴的鈷,使產品物美價廉,從而獲得了極為廣泛的應用。

磁鐵的種類有哪幾種

磁鐵的種類很多。一般分為永磁和軟磁兩大類。我們所説的磁鐵,一般都是指永磁磁鐵。永磁磁鐵又分二大分類:

第一大類:

金屬合金磁鐵包括釹鐵硼磁鐵釤鈷磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵

第二大類:鐵氧體永磁

1、釹鐵硼磁鐵:

它是目前磁性最強的磁鐵,被人們稱為磁王,擁有極高的磁性能其最大磁能積高過鐵氧體10倍以上。釹鐵硼的機械加工性能非常好。工作温度最高可達200攝氏度。而且地堅硬,性能穩定,有很好的性價比,所以被廣泛的運用在各個行業中。但因為其化學活性很強,所以必須對其表面凃層處理。(如Zn,Ni,環氧等)。

2. 鐵氧體磁鐵:

它主要原料包括Ba0或Sr0及Fe203。通過陶瓷工藝法制造而成,質地比較硬,

屬脆性材料,由於鐵氧體磁鐵有很好的耐温性、價格低廉、性能適中,已成為應用最為廣泛的永磁體。

3. 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。鑄造鋁鎳鈷永磁有着最低可逆温度係數,工作温度可高達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。

4、釤鈷。由於其材料價格昂貴而使其發展受到限制。釤鈷作為稀土永磁鐵,不但有着較高的磁能積、可靠的矯頑力和良好的温度特性。與釹鐵硼磁鐵相比,釤鈷磁鐵更適合工作在高温環境中。

磁鐵原理知識

磁鐵是指可以產生磁場的物體或材質,通常用金屬合金製成,具有強磁性。傳統上可分作“永久性磁鐵”與“非永久性磁鐵”。

永久性磁鐵可以是天然產物,又稱天然磁石,也可以由人工製造(最強的磁鐵是釹磁鐵)。 非永久性磁鐵,有時會失去磁性。

古希臘人和中國人發現自然界中有種天然磁化的石頭,稱其為“吸鐵石”。這種石頭可以魔術般的吸起小塊的鐵片,而且在隨意擺動後總是指向同一方向。早期的航海者把這種磁鐵作為其最早的指 南針在海上來辨別方向。

經過千百年的發展,今天磁鐵已成為我們生活中的強力材料。通過合成不同材料的合金可以達到與吸鐵石相同的效果,而且還可以提高磁力。在18世紀就出現了人造的磁鐵,但製造更強磁性材料的 過程卻十分緩慢,直到20世紀20xx年代製造出鋁鎳鈷(Alnico)。隨後,20世紀50年代製造出了鐵氧體(Ferrite),70年代製造出稀土磁鐵[Rare Earth magnet 包括釹鐵硼(NdFeB)和釤鈷(SmCo)]。至此, 磁學科技得到了飛速發展,強磁材料也使得元件更加小型化。

大多數磁性材料可以沿同一方向充磁至飽和,這一方向叫做“磁化方向”(取向方向)。沒有取向方向的磁鐵(也叫做各向同性磁鐵)比取向磁鐵(也叫各向異性磁鐵)的磁性要弱很多。

什麼是標準的“南北極”工業定義?

“北極”的定義是磁鐵在隨意旋轉後它的北極指向地球的北極。同樣,磁鐵的南極也指向地球的南極。

在沒有標註的情況下如何辨別磁鐵的北極?

很顯然只憑眼睛是無法分辨的。可以使用指南針貼近磁鐵,指向地球北極的指針會指向磁鐵的南極。

如何安全的處理和存放磁鐵?

要始終十分小心,因為磁鐵會自己吸附到一起,可能會夾傷手指。磁鐵相互吸附時也有可能會因碰撞而損壞磁鐵本身(碰掉邊角或撞出裂紋)。

將磁鐵遠離易被磁化的物品,如軟盤,信用卡,電腦顯示器,手錶,手機,醫療器械等。 磁鐵應遠離心臟起搏器。

較大尺寸的磁鐵,每片之間應加塑料或硬紙墊片以保證可以輕易地將磁鐵分開。 磁鐵應儘量存放在乾燥,恆温的環境中。

如何做到隔磁?

只有能吸附到磁鐵上的材料才能起到隔斷磁場的作用,而且材料越厚,隔磁的效果越好。

什麼是最強的磁鐵?

目前最高性能的磁鐵是稀土類磁鐵,而在稀土磁鐵中釹鐵硼是最強力的磁鐵。但在200攝氏度以上的環境中,釤鈷是最強力的磁鐵。

磁鐵,應該叫磁鋼,英文 Magnet,磁鋼現在主要分兩大類,一類是軟磁,一類是硬磁; 軟磁包括硅鋼片和軟磁鐵芯;硬磁包括鋁鎳鈷、釤鈷、鐵氧體和釹鐵硼,這其中,最貴的是釤鈷磁鋼,最便宜的是鐵氧體磁鋼,性能最高的是釹鐵硼磁鋼,但是性能最穩定,温度係數最好的是鋁鎳 鈷磁鋼,用户可以根據不同的需求選擇不同的硬磁產品。