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磁铁的成分及磁铁的分类

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磁铁的概述

 

磁铁,应该叫磁钢,英文:Magnet,磁钢现在主要分两大类,一类是软磁,一类  磁铁是硬磁

 

磁铁的成分

 

成分是铁、钴、镍等原子的内部结构比较特殊,其原子本身就具有磁矩。一般情况下,这些矿物分子的排列较混乱。而它们的磁区互相影响并显示不出磁性来,但是在外力(如磁场)导引下其分子的排列方向就会趋向一致,其磁性就会明显的显示出来,也就是我们平时俗称的磁铁。磁铁分永久磁铁与软铁,永久磁铁是加上强磁,使磁性物质的自旋与电子角动量成固定方向排列,软磁则是加上电流(也是一种加上磁力的方法) 等电流去掉软铁会慢慢失去磁性。最早发现及使用磁铁的应该是中国人,“指南针”是中国四大发明之一。

 

磁铁的分类

 

磁铁可分作“永久磁铁”与“非永久磁铁”。永久磁铁可以是天然产物,又称天然磁石,也可以由人工制造(最强的磁铁是钕磁铁)。而非永久性磁铁,只有在某些条件下会有磁性,通常是以电磁铁的形式产生,也就是利用电流来强化其磁场。
软磁包括硅钢片和软磁铁芯;硬磁包括铝镍钴、钐钴、铁氧体和钕铁硼,这其中,最贵的是钐钴磁钢,最便宜的是铁氧体磁钢,性能最高的是钕铁硼磁钢,但是性能最稳定,温度系数最好的是铝镍钴磁钢,用户可以根据不同的需求选择不同的硬磁产品。

 

我们所说的磁铁,一般都是指永磁磁铁。

 

永磁磁铁又分二大分类:

 

第一大类

 

金属合金磁铁包括钕铁硼磁铁Nd2Fe14B)、钐钴磁铁(SmCo)、铝镍钴磁铁(ALNiCO)

 

第二大类

 

铁氧体永磁材料(Ferrite)

 

1.钕铁硼磁铁 它是目前发现商品化性能最高的磁铁,被人们称为磁王,拥有极高的磁性能其最大磁能积(BHmax)高过铁氧体(Ferrite)10倍以上。其本身的机械加工性能亦相当之好。工作温度最高可达200摄氏度。而且其质地坚硬,性能稳定,有很好的性价比,故其应用极其广泛。但因为其化学活性很强,所以必须对其表面凃层处理。(如镀Zn,Ni,电泳、钝化等)。

 

2.铁氧体磁铁 它主要原料包括BaFe12O19和SrFe12O19。通过陶瓷工艺法制造而成,质地比较硬,属脆性材料,由于铁氧体磁铁有很好的耐温性、价格低廉、性能适中,已成为应用最为广泛的永磁体。

 

3.铝镍钴磁铁 是由铝、镍、钴、铁和其它微量金属元素构成的一种合金。铸造工艺可以加工生产成不同的尺寸和形状,可加工性很好。铸造铝镍钴永磁有着最低可逆温度系数,工作温度可高达600摄氏度以上。铝镍钴永磁产品广泛应用于各种仪器仪表和其他应用领域。

 

4.钐钴(SmCo) 依据成份的不同分为SmCo5和Sm2Co17。由于其材料价格昂贵而使其发展受到限制。钐钴(SmCo)作为稀土永磁铁,不但有着较高的磁能积(14-28MGOe)、可靠的矫顽力和良好的温度特性。与钕铁硼磁铁相比,钐钴磁铁更适合工作在高温环境中。

 

永久性磁铁

 

永久性磁铁可以是天然产物,又称天然磁石,也可以由人工制造(最强的磁铁是钕铁硼磁铁)。

 

非永久性磁铁

 

:非永久性磁铁加热到一定的温度会突然失去磁性,这是由于组成磁铁的众多“元磁体”之排列从有序到无序所引起的;失去磁性的磁铁放入到磁场中,当磁化强度达到某一数值,它又被磁化,“元磁体”之排列又从无序到有序。

 

人造磁铁

 

人造磁铁:分为蹄形磁铁和条形磁铁,是大家生活中最常见的,其中蹄形磁铁比较受欢迎。单面磁铁 是指一面有磁性,另一面磁性较弱的磁铁,方法是用特殊处理的镀锌铁皮将双面磁铁的一面包 裹,这样被包裹的一面磁性将被屏蔽,磁力被折射到另一面,另一面磁性将增强。如有的场合只需要一面有磁性,另一面如有磁性会造成损坏或干扰;有的场合如包装盒上的磁铁则只需要一面有磁性,另一面可有可 无,有磁性也没有用,这样使用单面磁会大大降低成本并节约磁性材料。 单面磁铁的磁力折射如同卫星锅对信号的折射或手电筒灯锅对光线的折射,其折射效果主要由以下三方 面决定:1.材料:材料的选择以及厚薄,以及磁铁与材料的间距有着密切的关系。纯铁皮容易漏磁,经特殊处理后折射会增强,但100%屏蔽的材料还没研究出,但不同 厂 家做的材料效果也不同。

 

2.角度:根据折射原理,弧形材料效果最好,直角材料折射损耗较大。

 

3.空间:磁力线在空中如同手机信号,需要有空间才能折射出来。手电筒灯锅如完全包裹在灯炮上,使用效果肯定不好,因为有大量的光线折射被损耗。

 

如何能利用以上原理,将磁性增强的效果最好,是很多参数之间求最佳的问题,很多厂家也在反复的做实验,如西安国泰磁铁厂单面磁处理最理想结果为增强50%,这样在包装盒箱包等领域将大大降低生产成本并节约磁性材料。

 

钕铁硼磁铁

 

钕铁硼磁铁(Neodymium magnet)也称为钕铁硼磁铁,其化学式为Nd2Fe14B,是一种人造的永久磁铁,目前为止具有最强磁力的永久磁铁。

 

被人们称为磁王,拥有极高的磁性能其最大磁能积(BHmax)高过铁氧体(Ferrite)10倍以上。其本身的机械加工性能亦相当之好。工作温度最高可达200摄氏度。而且其质地坚硬,性能稳定,有很好的性价比,故其应用极其广泛。但因为其化学活性很强,所以必须对其表面凃层处理。(如镀Zn,Ni,电泳、钝化等)。

 

钕磁铁是住友特殊金属公司的佐川真人等人于1982年发明的,由其化学式可知其主要由钕、铁与硼等化学元素所构成。在许多领域有可能取代传统的纯铁磁铁, 铝镍钴合金和钐钴磁铁譬如电动机, 仪器和仪表,汽车工业, 石油化工产业和磁性医疗保健产品。能生产各种形状的:譬如圆盘磁铁,圆环磁铁, 长方形磁铁, 弧磁铁和其它形状的磁铁。

 

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