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磁鐵為什麽能吸引金屬?鐵吸收的原理是什麽?

成分是鐵、鈷、鎳等特殊結構的原子,原子本身具有磁矩,所以這些礦物的壹般分子是無序排列的。磁場相互作用時不能表現出磁性,而是在外力(如磁場)的引導下,分子排列方向趨於壹致,表現出磁性,也就是俗稱的磁鐵。鐵、鈷和鎳是最常用的磁性物質。基本上,磁鐵分為永久磁鐵和軟鐵。給永磁體加上強磁性,使磁性物質的自旋隨著電子的角動量排列成固定的方向,而給軟磁體加上電流(也是壹種加磁的方法)去掉軟鐵,軟鐵會逐漸失去磁性。磁鐵不是人類發明的,但是有天然的磁鐵礦。最早發現和使用磁鐵的應該是中國。因此,指南針是中國人的四大發明之壹。在先秦時代,我們的祖先已經積累了很多這方面的知識,在勘探鐵礦的時候經常會遇到磁鐵礦,也就是磁鐵礦(主要成分是四氧化三鐵)。這些發現早已被記錄下來。這些發現最早記載在《管子》的幾篇文章中:“山上有磁石,下有金銅。”磁鐵在其他古籍中也有記載,比如《山海經》。磁鐵的吸鐵特性早就被發現了,《呂氏春秋》九卷主篇有:“慈吸鐵,或吸之。”當時人們把“磁性”稱為“善良”。他們認為磁鐵吸引鐵是慈母對孩子的吸引力。並認為:“石頭是鐵之母,但石頭有善良和不善良兩種。善良可以吸引他的孩子,不善良不行。”漢代以前,人們把磁石寫成“觀世音石”,意為愛石。既然磁鐵能吸引鐵,那它們能吸引其他金屬嗎?我們的祖先做了很多嘗試,發現磁鐵不僅不能吸引金、銀、銅等金屬,也不能吸引磚瓦。西漢時期,人們認識到磁鐵只能吸引鐵,不能吸引其他物體。當兩塊磁鐵放在壹起並相互靠近時,有時它們相互吸引,有時它們相互排斥。現在人們都知道磁鐵有兩極,壹個叫N極,壹個叫S極。同性相斥,異性相吸。當時人們並不知道這個道理,但還是能感知到這個現象。西漢時,有壹位煉丹師,名叫欒達。他利用磁鐵的這壹特性制作了類似兩個棋子的東西。通過調整兩個棋子極性的相互位置,有時兩個棋子相互吸引,有時又相互排斥。欒大稱之為“鬥棋”。他把這部小說獻給漢武帝,現場演示。漢武帝又驚又喜。他被評為“五福將軍”。欒大力利用磁鐵的性質,做出新奇的東西來欺騙漢武帝。磁鐵地球也是壹塊大磁鐵,它的兩極分別靠近地理南極和地理北極。因此,當地球表面的磁鐵可以自由旋轉時,由於同性磁鐵相斥,異性磁鐵相吸的性質,它們會指示南北。古人不懂這個道理,但對這種現象非常了解。

[編輯本段]磁現象的應用

“在傳統行業中的應用”:在談到磁性材料的磁源、電磁感應和磁性器件時,我們已經提到了壹些磁性材料的實際應用。事實上,磁性材料已經廣泛應用於傳統工業的各個方面。例如,沒有磁性材料,電氣化是不可能的,因為發電需要發電機,輸電需要變壓器,電機需要馬達,電話、收音機和電視機需要揚聲器。磁鋼線圈結構在許多儀器中使用。這些在其他內容中已經提到。磁鐵「生物學和醫學上的磁性應用」:鴿子愛好者都知道,如果把鴿子放飛到幾百公裏以外,它們會自動回到自己的窩裏。鴿子為什麽有這麽好的看家本領?原來鴿子對地球磁場非常敏感,它們可以利用地球磁場的變化找到自己的家。如果妳把磁鐵綁在鴿子的頭上,它就會迷路。如果鴿子飛過無線電塔,強烈的電磁幹擾也會使它們迷失方向。在醫學上,利用我們熟悉的核磁共振成像技術,可以診斷人體的異常組織,判斷疾病。其基本原理如下:原子核帶正電,自旋。通常情況下,核自旋軸的排列是不規則的,但當將其置於外磁場中時,核自旋的空間取向從無序變為有序。自旋系統的磁化矢量從零開始逐漸增大,當系統達到平衡時,磁化達到壹個穩定值。如果此時核自旋系統受到外力作用,比如壹定頻率的射頻激發核,就可以引起* * *振動效應。射頻脈沖停止後,已經被自旋系統激發的原子核不能維持這種狀態,會在磁場中回到原來的排列狀態,同時釋放微弱的能量成為無線電信號,可以被及時探測和空間分辨,得到運動原子核的分布圖像。核磁共振振動的特點是流動的液體不產生信號,稱為流動效應或流動空白效應。所以血管是灰白色的管狀結構,而血液是黑色的,沒有信號。這使得血管很容易分離軟組織。正常脊髓被腦脊液包圍,腦脊液呈黑色,有脂肪襯托的白色硬腦膜,使脊髓呈現白色強信號結構。核磁共振(NMR)振動已經應用於全身各種系統的成像診斷。效果最好的是大腦,它的脊髓,心臟血管,關節骨骼,軟組織和盆腔。對於心血管疾病,不僅可以觀察心腔、大血管和瓣膜的解剖變化,還可以進行心室分析,進行定性和半定量診斷,並可制作多個高空間分辨率的切面,顯示心臟和病變的全貌及其與周圍結構的關系,優於其他X線成像、二維超聲、核素和CT檢查。磁學不僅可以診斷,還可以幫助治療疾病。磁鐵在中國古代醫學中是盲目使用的。現在人們利用血液中不同成分的磁性差異來分離紅細胞和白細胞。此外,磁場與人體經絡的相互作用可以實現磁療,對治療多種疾病有獨特的作用,已應用於磁療枕、磁療帶等。磁鐵制成的除鐵器可以去除面粉中可能存在的鐵粉,磁化水可以防止鍋爐結垢,磁化種子可以在壹定程度上提高農作物產量。《磁學在天文學、地質學、考古學和礦業中的應用》:我們已經知道地球是壹塊巨大的磁鐵,那麽它的磁性來自哪裏呢?自古就有嗎?跟地質條件有什麽關系?宇宙中的磁場是什麽?至少在圖片中,我們都見過燦爛的北極光。中國自古以來就有北極光的記載。北極光實際上是太陽風中的粒子與地磁場相互作用的結果。太陽風是太陽發出的高能帶電粒子流。當它們到達地球時,與地磁場相互作用,就像壹根通有電流的導線在磁場中受力,使這些粒子運動並向南北極聚集,與地球高空的稀薄氣體發生碰撞。結果,氣體分子被激發並發光。太陽黑子是太陽磁場活動非常強烈的區域。太陽黑子的爆發會對我們的生活產生影響,比如暫時中斷無線電通訊。因此,對太陽黑子的研究對我們來說意義重大。地磁變化可以用來勘探礦藏。因為所有物質都有或強或弱的磁性,如果聚集在壹起形成沈積物,必然會幹擾附近區域的地磁場,使地磁場出現異常。根據這壹點,我們可以在陸地、海洋或空中測量地球的磁性,獲得地磁圖,分析並進壹步探索地磁圖上磁場異常的區域,往往可以發現未知的礦藏或特殊的地質構造。不同地質年代的巖石往往具有不同的磁性。因此,可以根據巖石的磁性來判斷地質年代變化和地殼變化。很多礦產資源都是* * *,也就是說幾種礦物混合在壹起,有不同的磁性。利用這壹特點,人們開發了壹種磁選機。利用不同成分的礦物磁性不同,磁力強弱不同,這些物質被磁鐵吸引,因此受到的吸引力也不同。因此,不同磁性的混合礦物可以被分離,實現磁性選礦。“磁性在軍事領域的應用”:磁性材料在軍事領域也有廣泛的應用。比如普通地雷或者地雷,只有碰到目標才能爆炸,所以作用有限。如果在水雷或水雷上安裝磁傳感器,由於坦克或軍艦是鋼制的,當它們靠近時(不接觸目標),傳感器可以探測到磁場的變化,使水雷或水雷爆炸,提高了殺傷力。在現代戰爭中,空中優勢是贏得戰鬥的關鍵之壹。但飛機在飛行過程中很容易被敵方雷達發現,危險性很大。為了躲避敵方雷達的監視,可以在飛機表面塗上壹層特殊的磁性材料——吸波材料,可以吸收雷達發出的電磁波,使雷達電磁波很少反射,使敵方雷達無法探測到雷達回波,發現飛機,使飛機達到隱身的目的。這就是著名的“隱形飛機”。隱身技術是世界軍事科研領域的壹個熱點。美國的F117隱身戰鬥機就是隱身技術成功應用的範例。在美國的“星球大戰”計劃中,有壹種新型武器“電磁武器”。傳統火炮是利用彈藥爆炸時瞬間膨脹產生的推力來快速加速炮彈,將其推出膛外。電磁炮把炮彈放在螺線管裏,給螺線管通電,那麽螺線管產生的磁場就會對炮彈產生很大的推動力,把它射出來。這就是所謂的電磁炮。類似的還有電磁導彈。

[編輯此段]磁鐵知識

磁鐵有很多種。壹般分為永磁和軟磁兩大類。當我們說磁鐵時,我們通常指的是永久磁鐵。永磁體可分為兩類:第壹類:金屬合金磁體包括釹磁體(Nd2Fe14B)、SmCo和鋁鎳鈷;第二類:鐵氧體永磁(1)和釹磁體:是目前發現的商業性能最高的磁體,被稱為磁王。本身的機械加工性也是相當不錯的。工作溫度最高可達200攝氏度。而且由於質地堅硬,性能穩定,性價比好,應用廣泛。但是,由於它的化學活性很強,所以必須對其表面進行處理。(如鍍鋅、鍍鎳、電泳、鈍化等。).2.鐵氧體磁體:其主要原料包括BaFe12O19和SrFe12O19。由陶瓷技術制成,是壹種脆性材料,質地堅硬。鐵氧體磁體因其良好的耐溫性、低廉的價格和適中的性能成為應用最廣泛的永磁體。3.鋁鎳鈷磁體:是由鋁、鎳、鈷、鐵等微量金屬元素組成的合金。鑄造工藝可以加工成不同的尺寸和形狀,可加工性非常好。鑄造鋁鎳鈷永磁體的可逆溫度系數最低,工作溫度可高達600華氏度。鋁鎳鈷永磁產品廣泛應用於各種儀器和其他應用領域。4.SmCo按成分不同可分為SmCo5和Sm2Co17。它的發展受限於其材料的高價格。SmCo作為壹種稀土永磁體,不僅具有高磁能積(14-28MGOe)、可靠的矯頑力和良好的溫度特性。與釹磁體相比,釤鈷磁體更適合在高溫環境下工作。

[編輯此段]磁鐵的歷史

隨著社會的發展,磁鐵的應用越來越廣泛。從高科技產品到最簡單的包裝磁鐵,目前應用最廣泛的是釹磁鐵和鐵氧體磁鐵。從磁體的發展歷史來看,19世紀末20世紀初主要使用碳鋼、鎢鋼、鉻鋼和鈷鋼作為永磁材料。在20世紀30年代後期,鋁鎳鈷磁體的成功開發使磁體的大規模使用成為可能。20世紀50年代,鋇鐵氧體磁體的出現不僅降低了永磁體的成本,也將永磁材料的應用範圍拓寬到了高頻領域。到了20世紀60年代,釤鈷永磁體的出現為磁體的應用開辟了壹個新時代。1967年,美國代頓大學Strnat公司研制出Sm-Co磁體,標誌著稀土磁體時代的到來。到目前為止,稀土永磁經歷了第壹代SmCo5,第二代沈澱硬化Sm2Co17,發展到第三代Nd-Fe-B永磁材料。目前使用最多的永磁材料仍然是鐵氧體磁體,但釹磁體的產值已經大大超過鐵氧體永磁材料,釹磁體的生產已經發展成為壹個大產業。磁力大小排列如下:釹磁鐵、釤鈷磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵、鐵氧體磁鐵。磁體的制造工藝:釹磁體、釤鈷磁體、鋁鎳鈷磁體、鐵氧體磁體的制造工藝不同。技術方面,有燒結釹磁鐵和粘結釹磁鐵,我們主要講燒結釹磁鐵。

[編輯本段]流程圖

工藝流程:配料→熔煉制錠→制粉→壓制→燒結回火→磁力檢測→研磨→銷切割加工→電鍍→成品。其中配料是基礎,燒結回火是關鍵。釹磁鐵生產工具有熔煉爐、破碎機、球磨機、氣流磨、壓制成型機、真空包裝機、等靜壓機、燒結爐、熱處理真空爐、磁性能測試儀、高斯計等。釹磁鐵加工工具:專用切片機、線切割機、平磨機、雙面機、沖床、倒角機、電鍍設備。

[編輯本段]磁懸浮列車的應用

磁懸浮列車是壹種高速磁懸浮列車系統,具有無接觸電磁懸浮、導向和驅動系統。其時速可達500多公裏,是當今世界上最快的地面客運。具有速度快、爬坡能力強、能耗低、運行時噪音小、安全舒適、不耗油、汙染小等優點。並且采用高架方式,占用耕地少。磁懸浮列車是指利用磁力的基本原理,將這些列車懸浮在導軌上,取代老式的鋼輪和軌道列車。磁懸浮技術利用電磁力提升整個火車車廂,擺脫惱人的摩擦和令人不快的鏗鏘聲,實現不接觸地面和燃料的快速“飛行”。

[編輯本段]釹鐵硼的應用

目前國內釹鐵硼磁體的應用情況如下,在高技術產品領域占37%,如磁共振成像(MRI)、手機振動、硬盤驅動器音圈(VCM)、光盤(DVD、CD-ROM)驅動器主軸、電動工具、電動車、變頻空調電機等。傳統中低檔產品應用占63%,如音響設備、磁吸附設備、磁選機、磁化器等。