經(jīng)過千百年的發(fā)展,今天磁鐵已成為我們生活中的強(qiáng)力材料。通過合成不同材料的合金可以達(dá)到與吸鐵石相同的效果,而且還可以提高磁力。在18世紀(jì)就出現(xiàn)了人造的磁鐵,但制造更強(qiáng)磁性材料的過程卻十分緩慢,直到20世紀(jì)20年代制造出鋁鎳鈷(Alnico)。隨后,20世紀(jì)50年代制造出了鐵氧體(Ferrite),70年代制造出稀土磁鐵[Rare Earth magnet 包括釹鐵硼(NdFeB)和釤鈷(SmCo)]。至此,磁學(xué)科技得到了飛速發(fā)展,強(qiáng)磁材料也使得元件更加小型化。
鐵磁性
鐵磁性,是指一種材料的磁性狀態(tài),具有自發(fā)性的磁化現(xiàn)象。各材料中以鐵廣為人知,故名之。
某些材料在外部磁場(chǎng)的作用下得而磁化后,即使外部磁場(chǎng)消失,依然能保持其磁化的狀態(tài)而具有磁性,即所謂自發(fā)性的磁化現(xiàn)象。所有的磁鐵均具有鐵磁性或亞鐵磁性。
基本上鐵磁性這個(gè)概念包括任何在沒有外部磁場(chǎng)時(shí)顯示磁性的物質(zhì)。至今依然有人這樣使用這個(gè)概念。但是通過對(duì)不同顯示磁性物質(zhì)及其磁性的更深刻認(rèn)識(shí),學(xué)者們對(duì)這個(gè)概念做了更的定義。一個(gè)物質(zhì)的原胞中所有的磁性離子均指向它的磁性方向時(shí)才被稱為是鐵磁性的。若只有部分離子的磁場(chǎng)指向其磁性方向,則稱為亞鐵磁性。若其磁性離子所指的方向正好相互抵消(盡管所有的磁性離子只指向兩個(gè)正好相反的方向)則被稱為反鐵磁性。
磁鐵又名吸鐵石,是指在周圍和自身內(nèi)部存在磁場(chǎng)的物體或材質(zhì),分為天然和人造兩大類。人造磁鐵通常用金屬合金制成,具有強(qiáng)磁性。又可分作“性磁鐵”與“非性磁鐵”,即“硬磁”與“軟磁”。天然磁鐵主要成分:四氧化三鐵,化學(xué)式Fe3O4,常稱“磁性氧化鐵”。具有磁性的黑色晶體??梢钥闯墒茄趸瘉嗚F和氧化鐵組成的化合物。因在四氧化三鐵的晶體里存在著兩種不同價(jià)態(tài)的離子,其中三分之一是Fe2+,三分之二是Fe3+,是一種復(fù)雜的化合物。它不溶于水,也不能與水反應(yīng)。與酸反應(yīng),不溶于堿。主要用于制底漆和面漆,用于電子工業(yè)的磁性材料,也用于建筑工業(yè)的防銹劑。
性能
定義
主要有如下3個(gè)性能參數(shù)來確定磁鐵的性能:
剩磁Br:永磁體經(jīng)磁化至技術(shù)飽和,并去掉外磁場(chǎng)后,所保留的Br稱為剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度。
矯頑力Hc:使磁化至技術(shù)飽和的永磁體的B降低到零,所需要加的反向磁場(chǎng)強(qiáng)度稱為磁感矯頑力,簡(jiǎn)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。由于這項(xiàng)能量等于磁鐵的Bm和Hm的乘積,因此稱為磁能積。
磁場(chǎng):對(duì)磁極產(chǎn)生磁作用的空間為磁場(chǎng)。
表面磁場(chǎng):永磁體表面某一指定位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度。