第一节 关于磁铁 联系客服

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培和欧姆分别提出了他们划时代的定律。同年,William Sturgeon制成了人类历史上第一个电磁铁。1830年,法拉第(Michael Faraday)和亨利(Joseph Henry)分别发现了电磁感应现象。1832年,William Sturgeon 发明了转动式电磁发动机。1856年,德国的西门子(Werner Siemens)发明了划时代的电动机。1873年,伦敦皇家科学院的麦克斯韦(J. C. Maxwell)用系统而精确的数学形式表达了有关电和磁的全部定律----麦克斯韦方程组,至此,电磁学理论基本成熟。麦克斯韦方程组凝聚了从1820年到1860年间,许多值得人类永远纪念的杰出科学家的贡献。他们是:库仑、安培、法拉第、高斯、韦伯、赫姆霍兹、亨利、焦耳、楞茨、泊松、麦克斯韦、洛仑兹、毕奥等

第二节 磁铁的起源

磁铁不是人发明的,有天然的磁铁矿,最早发现及使用磁铁的是中国人。至于最早发现磁铁的,最古老的文献记载是中国黄帝大战蚩尤的指南车。中国在西元前一世纪即知道有磁铁极化的情形。战国时代,就曾利用一根自然磁铁,放在有刻度的铜盘上,用来占卜。

后来利用这一原理发明的\指南针\是中国四大发明之一。北宋时利用两种方法制造出人工磁铁,一种是将烧红的铁针,臵于南北方向,急速冷却后,利用地球的磁场将铁针磁化;另一种是用磁石磨擦铁针而成。《梦溪笔谈》中记载了磁偏角的存在,发现在磁偏角的影响下,磁针指向南方,比真正的南方略偏东。依据这些知识,而发展出将磁铁做为指南针的科学应用。磁铁只是一个通称,是泛指具有磁性的东西,实际的成分不一定包含铁。

较纯的金属态的铁本身没有永久磁性,只有靠近永久磁铁才会感应产生磁性,

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一般的永久磁铁里面加了其他杂质元素(例如碳)来使磁性稳定下来,但是这样会使电子的自由性降低而不易导电,所以电流通过的时候灯泡亮不起来。铁是常见的带磁性元素,但是许多其他元素具有更强的磁性,像很多强力磁铁就是钕铁硼混合而成的。

从磁铁的发展历史来看,十九世纪末二十世纪初,人们主要使用碳,钢、钨钢、铬钢和钴钢作永磁材料。二十世纪三十年代末,铝镍钴磁铁开发成功,才使磁铁的大规模应用成为可能。五十年代,钡铁氧体磁铁的出现,既降低了永磁体成本,又将永磁材料的应用范围拓宽到高频领域。到六十年代,钐钴永磁的出现,则为磁铁的应用开辟了一个新时代。1967年,美国Dayton大学的Strnat等,研制成钐钴磁铁,标志着稀土磁铁时代的到来。迄今为止,稀十永磁已经历第一代SmCo5,第二代沉淀硬化型Sm2Co17,发展到第三代Nd-Fe-B永磁材料。目前铁氧体磁铁仍然是用量最大的永磁材料,但钕铁硼磁铁的产值已大大超过铁氧体永磁材料,钕铁硼磁铁的生产已发展成一大产业。

经过千百年的发展,今天磁铁已成为我们生活中的强力材料。通过合成不同材料的合金可以达到与吸铁石相同的效果,而且还可以提高磁力。在18世纪就出现了人造的磁铁,但制造更强磁性材料的过程却十分缓慢,直到20世纪20年代制造出铝镍钴(Alnico)。随后,20世纪50年代制造出了铁氧体(Ferrite),70年代制造出稀土磁铁包括钕铁硼(NdFeB)和钐钴(SmCo)]。至此,磁学科技得到了飞速发展,强磁材料也使得元件更加小型化。

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小知识:磁石名称的由来

《吕氏春秋》九卷精通篇有:“慈招铁,或引之也。”那时的人称“磁”为“慈”。他们把磁石吸引铁看作慈母对子女的吸引,并认为:“石是铁的母亲,但石有‘慈'和‘不慈'两种,慈爱的石头能吸引他的子女,不慈的石头就不能吸引了。”所以汉朝以前人们把磁石写做“慈石”,意思是,磁石吸引铁就如同一个慈爱的母亲吸引自己的孩子一样。 我们通常指的磁石其实是四氧化三铁矿石,四氧化三铁(Fe3O4)又称磁性氧化铁,黑色固体,不溶于水,有磁性,俗称磁石、磁铁、吸铁石,是一种常用的磁性材料。四氧化三铁在自然界中主要存在于磁铁矿中,磁铁矿可用来冶炼钢铁。

第三节 磁铁的种类

一. 磁铁

磁铁是一种可以相互吸引或相互排斥的物质,如果说某物体内部的细小分子都能按照相同方向排列,它就会变成磁铁。 二. 磁铁的种类

目前,常用的磁铁材料有铁氧体,钕铁硼,钐钴,铝镍钴,橡胶磁等几种。这几种都是比较容易买到的产品,有通行的性能(不一定是ISO标准)可供选择。

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以上每一种磁体,各有特性,应用的领域也各不相同,现做简单介绍。 1.铁氧体

铁氧体是一种非金属磁性材料,又称磁性陶瓷。我们拆开传统收音机,里面的那个喇叭磁铁,就是铁氧体的。

铁氧体的磁性能不高,目前磁能积(衡量磁铁性能高低的参数之一)只能做到4MGOe稍微高一些。这种材料有个最大的优点,就是价格低廉。目前,仍然广泛应用在很多领域。

铁氧体是陶瓷。因此,加工性能也与陶瓷类似。铁氧体磁铁,都是模具成形,烧结出来的。若需加工,也只有进行简单的磨削。由于很难进行机械加工,因此铁氧体产品,大多形状简单,而且尺寸公差比较大。方块形状产品还好,可以进行磨削。圆环形的,一般只磨削两个平面。其他尺寸公差,都是按照名义尺寸的百分比给定的。

由于铁氧体已经拥有数十年的应用历史,因此,很多厂家会有现成的常规形状和尺寸的圆环,方块等产品可供选择。

由于铁氧体是陶瓷材质,因此基本不存在腐蚀问题。成品不需要进行电镀等表面处理或者涂装。 2.钐钴

钐钴磁铁,主要成分是钐和钴。由于两种材料本身价格昂贵,因此,钐钴磁铁也是几种磁铁里面最贵的一种。

钐钴磁铁的磁能积,目前可以做到30MGOe, 甚至更高一些。另外,钐钴磁铁的矫顽力很高,耐高温,可应用于350摄氏度的高温,因此在很多应用场合