鋁鎳鈷合金(Alnico)是一種鐵合金,除了鐵以外,還添加了鋁(Al)、鎳(Ni)、鈷(Co)以及少量其他增強磁性能的成分。鋁鎳鈷合金具有高矯頑性(coercivity),是很適合為磁鐵的材料。鋁鎳鈷合金堅硬易脆,無法冷加工(cold work),必需用鑄造或者燒結(jié)(Sintering)處理制成。
舉一個中間性質(zhì)的各向異性鑄造鋁鎳鈷合金例子,Alnico-6的成分為8% Al、16% Ni、24% Co、3% Cu、1% Ti,其它都是Fe。Alnico-6的磁能積(BHmax)為3.9百萬高斯-奧斯特(megagauss-oersted,MGOe),矯頑性為780 oersted ,居里溫度為860 °C,工作溫度為525 °C。
于1931年,日本材料專家Mishima發(fā)現(xiàn)了一種特定成分的鋁鎳鈷合金(58% Fe,30%Ni,12%Al),其矯頑性,是那時期的磁性鋼的兩倍。
具有寬磁滯回線、高矯頑力、高剩磁,一經(jīng)磁化即能保持恒定磁性的材料。又稱硬磁材料。實用中,永磁材料工作于深度磁飽和及充磁后磁滯回線的第二象限退磁部分。常用的永磁材料分為鋁鎳鈷系永磁合金、鐵鉻鈷系永磁合金、永磁鐵氧體、稀土永磁材料和復(fù)合永磁材料。
①鋁鎳鈷系永磁合金。以鐵、鎳、鋁元素為主要成分,還含有銅、鈷、鈦等元素。具有高剩磁和低溫度系數(shù),磁性穩(wěn)定。分鑄造合金和粉末燒結(jié)合金兩種。20世紀30~60年代應(yīng)用較多,現(xiàn)多用于儀表工業(yè)中制造磁電系儀表、流量計、微特電機、繼電器等。
②鐵鉻鈷系永磁合金。以鐵、鉻、鈷元素為主要成分,還含有鉬和少量的鈦、硅元素。其加工性能好,可進行冷熱塑性變形,磁性類似于鋁鎳鈷系永磁合金,并可通過塑性變形和熱處理提高磁性能。用于制造各種截面小、形狀復(fù)雜的小型磁體元件。
③永磁鐵氧體。主要有鋇鐵氧體和鍶鐵氧體,其電阻率高、矯頑力大,能有效地應(yīng)用在大氣隙磁路中,特別適于作小型發(fā)電機和電動機的永磁體。永磁鐵氧體不含貴金屬鎳、鈷等,原材料來源豐富,工藝簡單,成本低,可代替鋁鎳鈷永磁體制造磁分離器、磁推軸承、揚聲器、微波器件等。但其磁能積較低,溫度穩(wěn)定性差,質(zhì)地較脆、易碎,不耐沖擊振動,不宜作測量儀表及有精密要求的磁性器件。
磁鐵的成分是鐵、鈷、鎳等原子,其原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較特殊,本身就具有磁矩。磁鐵能夠產(chǎn)生磁場,具有吸引鐵磁性物質(zhì)如鐵、鎳、鈷等金屬的特性。
磁鐵種類:形狀類磁鐵:方塊磁鐵、瓦形磁鐵、異形磁鐵、圓柱形磁鐵、圓環(huán)磁鐵、圓片磁鐵、磁棒磁鐵、磁力架磁鐵,屬性類磁鐵:釤鈷磁體、釹鐵硼磁鐵(強力磁鐵)、鐵氧體磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵、鐵鉻鈷磁鐵,行業(yè)類磁鐵:磁性組件、電機磁鐵、橡膠磁鐵、塑磁等等種類。磁鐵分磁鐵與軟磁,磁鐵是加上強磁,使磁性物質(zhì)的自旋與電子角動量成固定方向排列,軟磁則是加上電。(也是一種加上磁力的方法) 等電流去掉軟鐵會慢慢失去磁性。
美國物理學(xué)家王安1950年提出了利用磁性材料制造存儲器的思想。福雷斯特則將這一思想變成了現(xiàn)實。 為了實現(xiàn)磁芯存儲,福雷斯特需要一種物質(zhì),這種物質(zhì)應(yīng)該有一個非常明確的磁化閾值。他找到在新澤西生產(chǎn)電視機用鐵氧體變換器的一家公司的德國老陶瓷專家,利用熔化鐵礦和氧化物獲取了特定的磁性質(zhì)。
對磁化有明確閾值是設(shè)計的關(guān)鍵。這種電線的網(wǎng)格和芯子織在電線網(wǎng)上,被人稱為芯子存儲,它的有關(guān)專利對發(fā)展計算機非常關(guān)鍵。這個方案可靠并且穩(wěn)定。磁化相對來說是的,所以在系統(tǒng)的電源關(guān)閉后,存儲的數(shù)據(jù)仍然保留著。既然磁場能以電子的速度來閱讀,這使交互式計算有了可能。更進一步,因為是電線網(wǎng)格,存儲陣列的任何部分都能訪問,也就是說,不同的數(shù)據(jù)可以存儲在電線網(wǎng)的不同位置,并且閱讀所在位置的一束比特就能立即存取。這稱為隨機存取存儲器(RAM),它是交互式計算的革新概念。福雷斯特把這些專利轉(zhuǎn)讓給麻省理工學(xué)院,學(xué)院每年靠這些專利收到1500萬~2000萬美元。