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    關于磁鐵 發布日期:【2019-12-23】 / 瀏覽次數:【1155】次

    磁鐵的成分是、鎳等原子,其原子的內部結構比較特殊,本身就具有磁矩。磁鐵能夠產生磁場,具有吸引鐵磁性物質如鐵、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,行業類磁鐵:磁性組件、電機磁鐵、橡膠磁鐵、塑磁等等種類。磁鐵分永久磁鐵與軟磁,永久磁鐵是加上強磁,使磁性物質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。

    將條形磁鐵的中點用細線懸掛起來,靜止的時候,它的兩端會各指向地球南方和北方,指向北方的一端稱為指北極或N極,指向南方的一端為指南極或S極。

    如果將地球想像成一塊大磁鐵,則地球的地磁北極是指南極,地磁南極則是指北極。磁鐵與磁鐵之間,同名磁極相排斥、異名磁極相吸引。所以,指南針與南極相排斥,指北針與北極相排斥,而指南針與指北針則相吸引。

    分類:磁鐵可分為"永久磁鐵""非永久磁鐵"。永久磁鐵可以是天然產物,又稱天然磁石,也可以由人工制造。非永久性磁鐵,例如電磁鐵,只有在某些條件下才會出現磁性。

    磁鐵不是人發明的,是天然的磁鐵礦。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,而且在隨意擺動后總是指向同一方向。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。最早發現及使用磁鐵的應該是中國人,也就是利用磁鐵制作"指南針",是中國四大發明之一。

    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,但制造更強磁性材料的過程卻十分緩慢,直到20世紀20年代制造出鋁鎳鈷(Alnico)。隨后,20世紀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,磁學科技得到了飛速發展,強磁材料也使得元件更加小型化。

    折疊編輯本段發展

    1822年,法國物理學家阿拉戈和呂薩克發現,當電流通過其中有鐵塊的繞線時,它能使繞線中的鐵塊磁

    磁鐵化。這實際上是電磁鐵原理的最初發現。1823年,斯特金也做了一次類似的實驗:他在一根并非是磁鐵棒的U型鐵棒上繞了18圈銅裸線,當銅線與伏打電池接通時,繞在U型鐵棒上的銅線圈即產生了密集的磁場,這樣就使U型鐵棒變成了一塊"電磁鐵"。這種電磁鐵上的磁能要比永磁能放大多倍,它能吸起比它重20倍的鐵塊,而當電源切斷后,U型鐵棒就什么鐵塊也吸不住,重新成為一根普通的鐵棒。斯特金的電磁鐵發明,使人們看到了把電能轉化為磁能的光明前景,這一發明很快在英國、美國以及西歐一些沿海國家傳播開來。1829年,美國電學家亨利對斯特金電磁鐵裝置進行了一些革新,絕緣導線代替裸銅導線,因此不必擔心被銅導線過分靠近而短路。由于導線有了絕緣層,就可以將它們一圈圈地緊緊地繞在一起,由于線圈越密集,產生的磁場就越強,這樣就大大提高了把電能轉化為磁能的能力。到了1831年,亨利試制出了一塊更新的電磁鐵,雖然它的體積并不大,但它能吸起1噸重的鐵塊。電磁鐵的發明也使發電機的功率得到了很大的提高。

    發展歷程:5000年前人類發現天然磁鐵(Fe3O4)2300年前中國人將天然磁鐵磨成勺型放在光滑的平面上,在地磁的作用下,勺柄指南,曰"司南"此即世界上第一個指南儀。

    1000年前中國人用磁鐵與鐵針摩擦磁化,制成世界最早的指南針。

    1100年左右中國將磁鐵針和方位盤聯成一體,成為磁鐵式指南儀,用于航海。

    1405-1432鄭和憑指南儀開始人類歷史上航海的偉大創舉。

    1488-1521哥倫布,伽馬,麥哲倫使用羅盤儀進行了聞名全球的航海發現。

    1600英國人威廉.吉伯發表了關于磁的專著"磁鐵",發展了古希臘人泰勒斯、亞里士多德等前人有關磁的認識和實驗。

    1785法國物理學家C.庫侖用扭枰建立了描述電荷與磁極間作用力的"庫侖定律"

    1820丹麥物理學家H.C.奧斯特發現電流感生磁力。

    1831英國物理學家M.法拉第發現電磁感應現象。

    1873英國物理學家J.C.麥克斯韋在其專著"論電和磁"中完成了統一的電磁理論。

    1898-1899法國物理學家P.居里發現鐵磁性物質在特定溫度下(居里溫度)變為順磁性的現象。

    1905法國物理學家P.I.郎之萬基于統計力學理論解釋了順磁性隨溫度的變化。

    1907法國物理學家P.E.外斯提出分子場理論,擴展了郎之萬的理論。

    1921奧地利物理學家W.泡利提出玻爾磁子作為原子磁矩的基本單位。美國物理學家A.康普頓提出電子也具有自旋相應的磁矩。

    1928英國物理學家P.A.M.狄拉克用相對論量子力學完美地解釋了電子的內稟自旋和磁矩。并與德國物理學家W.海森伯一起證明了靜電起源的交換力的存在,奠定了現代磁學的基礎。

    1936蘇聯物理學家郎道完成了巨著"理論物理學教程",其中包含全面而精彩地論述現代電磁學和鐵磁學的篇章。

    1936-1948法國物理學家L.奈耳提出反鐵磁性和亞鐵磁性的概念和理論,并在隨后多年的研究中深化了對物質磁性的認識。

    1967旅美奧地利物理學家K.J.斯奈特在量子磁學的指導下發現了磁能積空前高的磁鐵稀土磁鐵(SmCo5),從而揭開了永磁材料發展的新篇章。

    1967年,美國Dayton大學的Strnat等,研制成釤鈷磁鐵,標志著稀土磁鐵時代的到來。

    1974第二代稀土永磁-Sm2Co17問世。

    1982日本住友特殊金屬的佐川真人(Masato Sagawa)發明釹鐵硼磁鐵,第三代稀土永磁-Nd2Fe14B問世。

    1990原子間隙磁鐵-Sm-Fe-N問世。

    1991德國物理學家E.F.克內勒提出了雙相復合磁鐵交換作用的理論基礎,指出了納米晶磁鐵的發展前景。

    隨著社會的發展,磁鐵的應用也越來越廣泛,從高科技產品到最簡單的包裝磁,目前應用最為廣泛的還是釹鐵硼磁鐵和鐵氧體磁鐵。從磁鐵的發展歷史來看,十九世紀末二十世紀初,人們主要使用碳鋼、鎢鋼、鉻鋼和鈷鋼作永磁材料。


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