2024-07-24 11:30:20
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行業(yè)新聞

磁性材料知識問(wèn)答(知識類(lèi)1-7)

1. 磁鐵為什么會(huì )有磁性?

物質(zhì)大都是由分子組成的,分子是由原子組成的,原子又是由原子核和電子組成的,在原子內部,電子不停地自轉,并繞原子核旋轉,電子的這兩種運動(dòng)都會(huì )產(chǎn)生磁性。但是在大多數物質(zhì)中,電子運動(dòng)的方向各不相同、雜亂無(wú)章,磁效應相互抵消,因此,大多數物質(zhì)在正常情況下,并不呈現磁性。

 

鐵、鈷、鎳或鐵氧體等鐵磁類(lèi)物質(zhì)有所不同,它內部的電子自旋可以在小范圍內自發(fā)地排列起來(lái),形成一個(gè)自發(fā)磁化區,這種自發(fā)磁化區就叫磁疇。鐵磁類(lèi)物質(zhì)磁化后,內部的磁疇整整齊齊、方向一致地排列起來(lái),使磁性加強,就構成磁鐵了。磁鐵的吸鐵過(guò)程就是對鐵塊的磁化過(guò)程,磁化了的鐵塊和磁鐵不同極性間產(chǎn)生吸引力,鐵塊就牢牢地與磁鐵“粘”在一起了,我們就說(shuō)磁鐵有磁性了。

2. 吸鐵石和磁鐵磁石有何區別?

磁鐵是現代工業(yè)通過(guò)磁化轉化的鐵,也就是有了磁性的鐵,但是磁性不固定,時(shí)間長(cháng)了會(huì )消磁。磁石是自然界的有磁性的石頭,也就是永磁體。磁石從中醫角度是講是有調和人體的作用,一般用做保健,很多鞋墊、文胸 、枕頭都已經(jīng)用到磁石,但并非治病。

磁鐵能夠吸住鐵、鎳、鈷等金屬,俗稱(chēng)為吸鐵石??煞譃橐话愠R?jiàn)的永久磁鐵,以及通電時(shí)才具備磁性的電磁鐵。我們常說(shuō)的吸鐵石其實(shí)就叫磁鐵,但是真正的吸鐵石是一種礦石,里邊含有大量磁性物質(zhì),能夠吸引鐵,所以叫吸鐵石。

因為鐵可以被磁化(其實(shí)就是鐵的組成原子被重新排列),具備像吸鐵石一樣能夠吸引鐵的能力。但是磁性不如磁石?,F在兩種叫法都用于有磁性的東西了,具體也沒(méi)什么區別了。

 

3. 磁鐵的種類(lèi)有哪些?

磁性料材主要有二大類(lèi): 一是永磁材料(也叫硬磁):材料本身就具有保存磁力的特點(diǎn) 二是軟磁(也叫電磁鐵):需要外界通電才能產(chǎn)生磁力。我們平是說(shuō)的磁鐵,一般都是指永磁材料。

永磁材料也有二大分類(lèi): 一大類(lèi)是:合金永磁材料包括稀土永磁材料(釹鐵硼 Nd2Fe14B)、釤鈷(SmCo)、釹鎳鈷(NdNiCO)二大類(lèi)是:鐵氧體永磁材料(Ferrite)按生產(chǎn)工藝不同分為:燒結鐵氧體(Sintered Ferrite)、粘結鐵氧體(橡膠磁 Rubber Magnet)、注塑鐵氧體 (Injection Ferrite),這三種工藝依據磁晶的取向不同又各分為等方性和異方性磁體。

 

這些就是目前市面上的主要永磁材料。

1.鐵氧體磁鐵:鐵氧體主要原料包括 BaFe12O19 和 SrFe12O19。通過(guò)陶瓷工藝法制造而成,質(zhì)地比較硬,屬脆性材料,由于鐵氧體磁鐵有很好的耐溫性、價(jià)格低廉、性能適中,已成為應用最為廣泛的永磁體。

2.釹鐵硼磁鐵:釹鐵硼是目前發(fā)現商品化性能最高的磁鐵,被人們稱(chēng)為磁王,擁有極高的磁性能其最大磁能積(BHmax)高過(guò)鐵氧體(Ferrite)10 倍以上。其本身的機械加工性能亦相當之好。工作溫度最高可達 200 攝氏度。而且其質(zhì)地堅硬,性能穩定,有很好的性?xún)r(jià)比,故其應用極其廣泛。但因為其化學(xué)活性很強,所以必須對其表面凃層處理。(如鍍 Zn,Ni,電泳、鈍化等)。

3.釤鈷磁鐵(SmCo)依據成份的不同分為 SmCo5 和 Sm2Co17。由于釤鈷材料價(jià)格昂貴而使其發(fā)展受到限制。釤鈷磁石(SmCo)作為稀土永磁鐵,不但有著(zhù)較高的磁能積(14-28MGOe)、可靠的矯頑力和良好的溫度特性。與釹鐵硼磁鋼相比,釤鈷磁鐵更適合工作在高溫環(huán)境中。

4.鋁鎳鈷磁鐵:鋁鎳鈷是由鋁、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(chǎn)成不同的尺寸和形狀,可加工性很好。鑄造鋁鎳鈷永磁有著(zhù)最低可逆溫度系數,工作溫度可高達 600 攝氏度以上。鋁鎳鈷永磁產(chǎn)品廣泛應用于各種儀器儀表和其他應用領(lǐng)域。

 

4. 金屬磁性材料如何劃分?

金屬磁性材料分為永磁材料、軟磁材料二大類(lèi)。通常將內稟矯頑力大于 0.8kA/m 的材料稱(chēng)為永磁材料,將內稟矯頑力小于 0.8kA/m 的材料稱(chēng)為軟磁材料。

 

5. 稀土磁光材料有哪些應用?

1.磁光調制器

磁光調制器是利用偏振光通過(guò)磁光介質(zhì)發(fā)生偏振面旋轉來(lái)調制光束。磁光調制器有廣泛的應用,可作為紅外檢測器的斬波器,可制成紅外輻射高溫計、高靈敏度偏振計,還可用于顯示電視信號的傳輸、測距裝置以及各種光學(xué)檢測和傳輸系統中。

2.磁光傳感器

用磁光效應來(lái)檢測磁場(chǎng)或電流的器件稱(chēng)為磁光傳感器。它集激光、光纖和光技術(shù)于一體,以光學(xué)方式來(lái)檢測磁場(chǎng)和電流的強弱及狀態(tài)的變化,可用于高壓網(wǎng)絡(luò )的檢測和監控,還可用于精密測量和遙控、遙測及自動(dòng)控制系統。

3.磁光隔離器

在光纖通信、光信息處理和各種測量系統中,都需要有一個(gè)穩定的光源,由于系統中不同器件的聯(lián)接處往往會(huì )反射一部分光,一旦這些反射光進(jìn)入激光源的腔體,會(huì )使激光輸出不穩定,從而影響了整個(gè)系統的正常工作。磁光隔離器就是專(zhuān)為解決這一問(wèn)題而發(fā)展起來(lái)的一種磁光非互易器件。它能使正向傳輸的光無(wú)阻擋地通過(guò),而全部排除從光纖功能器件接點(diǎn)處反射回來(lái)的光,從而有效地消除了激光源的噪聲。

4.磁光記錄

磁光記錄是近十幾年迅速發(fā)展起來(lái)的高新技術(shù)。磁光記錄是目前最先進(jìn)的信息存儲技術(shù),它兼有磁盤(pán)和光盤(pán)兩者的優(yōu)點(diǎn)。磁光盤(pán)廣泛應用于國家管理、軍事、公安、航空航天、天文、氣象、水文、地質(zhì)、石油礦產(chǎn)、郵電通訊、交通、統計規劃等需要大規模數據實(shí)時(shí)收集、記錄、存儲及分析等領(lǐng)域,特別是對于集音、像、通訊、數據計算、分析、處理和存儲于一體的多媒體計算機來(lái)說(shuō),磁光存儲系統的作用是其它存儲方式無(wú)法代替的。磁光存貯是通過(guò)激光加熱和施加反向磁場(chǎng)在稀土非晶合金薄膜上,產(chǎn)生磁化強度垂直于膜面的磁疇,利用該磁疇進(jìn)行信息的寫(xiě)入,利用克爾磁光效應讀出。

 

6. 磁光盤(pán)的材質(zhì)是什么?

磁光盤(pán)是 80 年代開(kāi)始應用的產(chǎn)品,光盤(pán)共有三大類(lèi)。一種是只讀式的,盤(pán)上記錄的信號既不能擦除,也不能重寫(xiě),只能讀出,就象“唱片”一樣,目前市售的 VCD 光盤(pán)即是。第二類(lèi)是一次寫(xiě)入型,原光盤(pán)無(wú)記錄,有如空白“磁帶”,可錄入信息和讀出,但一旦錄入信息就再也不能擦除。第三類(lèi)是可擦重寫(xiě)的,如磁盤(pán)一樣,可擦除、重寫(xiě)和讀出。由于其寫(xiě)、讀皆通過(guò)材料的磁光效應,與盤(pán)無(wú)機械接觸,故壽命長(cháng),反復擦、寫(xiě)可達上百萬(wàn)次(壽命大于 10 年以上,而一般光盤(pán)約為 2 年)。而且,磁光盤(pán)記錄密度是硬磁盤(pán)的 50 倍,是普通微機軟磁盤(pán)的 800~1000 倍以上,因此發(fā)展十分迅速。

磁光盤(pán)是以稀土元素(RE)鋱、鏑、釓等與過(guò)渡族金屬(TM)鐵、鈷的非晶合金薄膜為記錄介質(zhì)。這種磁光記錄薄膜是用 Tb-FeCo 等 RE-TM 合金靶材通過(guò)真空濺射沉積而成的,RE-TM 合金靶材是制造磁光盤(pán)的關(guān)鍵材料。

 

7. 鐵氧體與釹鐵硼的性能比較?

外觀(guān)上:鐵氧體質(zhì)松且沒(méi)有金屬光澤,一般不電鍍,通常為黑色。釹鐵硼基本都要進(jìn)行電鍍,否則很容易生銹。表面有銀白色金屬光澤。

磁力上:據查資料得知,鐵氧體磁力通常為 800-1000 高斯,密度為 5(g/cm3)。而在裸磁的狀態(tài)下,釹鐵硼磁力可達到 3500 高斯左右。密度為 7.5(g/cm3)。

性能上:鐵氧體耐溫及穩定性都很好、相比之下釹鐵硼普通的耐溫只有 80 度。且價(jià)格也便宜。釹鐵硼;釹鐵硼具有體積小、重量輕和磁性強等特點(diǎn),磁性跟鐵氧體完全不一個(gè)級別。

價(jià)格上:鐵氧體通常便宜,很多都是按件計算的,價(jià)格跟鐵氧體的外形、尺寸、加工難度等都有影響。釹鐵硼:現在釹鐵硼價(jià)格幾乎一天一變,具體跟你需要使用的牌號及特殊要求而定。

鐵氧體優(yōu)點(diǎn):鐵氧體的優(yōu)點(diǎn)是磁導率很高、價(jià)格便宜、耐溫性超強、適合于低頻的場(chǎng)合。

鐵氧體缺點(diǎn):磁力不好。

釹鐵硼優(yōu)點(diǎn):磁力強,性?xún)r(jià)比高,用途廣泛、具良好的機械特性。

釹鐵硼缺點(diǎn):溫度特性差,易碎。

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。


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