磁學知識大百科

1、磁學知識大百科發(fā)布日期： 2013-05-30瀏覽次數(shù)： 387核心提示：磁學知識介紹1 、什么是永磁材料的磁性能，它包括哪些指標？永磁材料的主要磁性能指標是：剩磁(jr,br)、矯頑力 (bhc)、內(nèi)稟矯頑力 (jhc)、磁能積(bh)m。我們通常所說的永磁材料的磁性能，指的就是這四項。永磁材料的其它磁性能指標還有：居里溫度(tc) 、可工作溫度 (tw) 、剩磁及內(nèi)稟矯頑力的溫度系數(shù)(br ,jhc 、)回復導磁率 ( rec.)、退磁曲線方形度(hk/jhc)、高溫減磁性能以及磁性能的均一性等。除磁性能外，永磁材料的物理性能還包括密度、電導率、熱導率、熱膨脹系數(shù)等；機械性能則包括維氏硬度

2、、抗壓（拉）強度、沖擊韌性等。此外，永磁材料的性能指標中還有重要的一項，就是表面狀態(tài)及其耐腐蝕性能。2 、什么叫磁場強度(h) ？1820年，丹麥科學家奧斯特(h.c.oersted)發(fā)現(xiàn)通有電流的導線可以使其附近的磁針發(fā)生偏轉，從而揭示了電與磁的基本關系，誕生了電磁學。實踐表明：通有電流的無限長導線在其周圍所產(chǎn)生的磁場強弱與電流的大小成正比，與離開導線的距離成反比。定義載有1 安培電流的無限長導線在距離導線1/2 米遠處的磁場強度為1a/m(安 / 米，國際單位制si) ；在 cgs 單位制 ( 厘米 - 克- 秒 ) 中，為紀念奧斯特對電磁學的貢獻，定義載有1 安培電流的無限長導線在距離導

3、線0.2 厘米遠處磁場強度為1oe （奧斯特） ，1oe=1/(4103)a/m 。磁場強度通常用h 表示。3 、什么叫磁極化強度(j) ，什么叫磁化強度(m) ，二者有何區(qū)別？現(xiàn)代磁學研究表明：一切磁現(xiàn)象都起源于電流。磁性材料也不例外，其鐵磁現(xiàn)象是起源于材料內(nèi)部原子的核外電子運動形成的微電流，亦稱分子電流。 這些微電流的集合效應使得材料對外呈現(xiàn)各種各樣的宏觀磁特性。因為每一個微電流都產(chǎn)生磁效應，所以把一個單位微電流稱為一個磁偶極子。定義在真空中每單位外磁場對一個磁偶極子產(chǎn)生的最大力矩為磁偶極矩 pm ，每單位材料體積內(nèi)磁偶極矩的矢量和為磁極化強度j，其單位為t （特斯拉，在 cgs 單位制中

4、， j 的單位為gs ， 1t=10000gs）。定義一個磁偶極子的磁矩為pm/ 0， 0為真空磁導率，每單位材料體積內(nèi)磁矩的矢量和為磁化強度m，其 si 單位為 a/m ， cgs 單位為 gs( 高斯 ) 。3r0_7f#4s4c;*v0n6bm 與 j 的關系為： j= 0m，在 cgs 單位制中， 0=1，故磁極化強度與磁化強度的值相等；在si 單位制中， 0=4 -107h/m(亨 / 米 ) 。 1m2k#a)v(a4 、什么叫磁感應強度(b) ，什么叫磁通密度(b) ，b 與 h ， j， m 之間存在什么樣的關系？理論與實踐均表明， 對任何介質(zhì)施加一磁場h 時 ( 該磁場可由外

5、部電流或外部永磁體提供，亦可由永磁體對永磁介質(zhì)本身提供，由永磁體對永磁介質(zhì)本身提供的磁場又稱退磁場- 關于退磁場的概念，見9q) ，介質(zhì)內(nèi)部的磁場強度并不等于h，而是表現(xiàn)為h 與介質(zhì)的磁極化強度j 之和。由于介質(zhì)內(nèi)部的磁場強度是由磁場h 通過介質(zhì)的感應而表現(xiàn)出來的，為與 h 區(qū)別，稱之為介質(zhì)的磁感應強度，記為b：b= 0h+j （ si 單位制）（ 1-1 ） 9x*h6f+y60jb=h+4 m （ cgs 單位制）磁感應強度b 的單位為t ，cgs 單位為 gs （1t=10000gs）。5z4u&|7v9hh-n;x$r對于非鐵磁性介質(zhì)如空氣、水、銅、鋁等，其磁極化強度j、磁化強度m 幾

6、乎等于0 ，故在這些介質(zhì)中磁場強度h 與磁感應強度b 相等。由于磁現(xiàn)象可以形象地用磁力線來表示，故磁感應強度b 又可定義為磁力線通量的密度，磁感應強度b 和磁通密度b 在概念上可以通用。5 、什么叫剩磁 (jr ， br) ，為什么在永磁材料的退磁曲線上任意測量點的磁極化強度j值和磁感應強度b 值必然小于剩磁jr 和 br 值？永磁材料在閉路狀態(tài)下經(jīng)外磁場磁化至飽和后，再撤消外磁場時，永磁材料的磁極化強度 j 和內(nèi)部磁感應強度b 并不會因外磁場h 的消失而消失，而會保持一定大小的值，該值即稱為該材料的剩余磁極化強度jr 和剩余磁感應強度br ，統(tǒng)稱剩磁。 8%l-u1h0l+6-3g-8_剩磁

7、 jr 和 br 的單位與磁極化強度和磁感應強度單位相同。根據(jù)關系式 (1-1)可知，在永磁材料的退磁曲線上，磁場h 為 0 時， jr=br，磁場 h為負值時， j 與 b 不相等，便分成了j-h 和 b-h 二條曲線。從關系式(1-1)還可以看到，隨著反向磁場h 的增大， b 從最大值br=jr變化到 0 ，最后為負值，對于現(xiàn)代永磁材料，b 退磁曲線的變化規(guī)律往往為直線；j 退磁曲線的變化規(guī)律則不同：隨著反向磁場h 的增大，b 值線性減小，由于b 值的減小量總是大于或等于反向磁場h 的增大量，故在j 退磁曲線上的一定區(qū)域內(nèi)可以保持相對平直的直線，但其j 值總是小于jr 。6 、什么叫矯頑力

8、(bhc) ，什么叫內(nèi)稟矯頑力(jhc) ？在永磁材料的退磁曲線上，當反向磁場h 增大到某一值bhc 時，磁體的磁感應強度b為 0 ，稱該反向磁場h 值為該材料的矯頑力bhc ；在反向磁場h=bhc時，磁體對外不顯示磁通，因此矯頑力bhc 表征永磁材料抵抗外部反向磁場或其它退磁效應的能力。矯頑力bhc 是磁路設計中的一個重要參量之一。值得注意的是：矯頑力bhc 在數(shù)值上總是小于剩磁jr 。因為從（ 1-1 ）式可以看到，在 h=bhc處， b=0 ，則 0bhc=j ，上面已經(jīng)說明，在j 退磁曲線上任意點的磁極化強度值總是小于剩磁jr ，故矯頑力 bhc在數(shù)值上總是小于剩磁jr 。例如： jr

9、=12.3kgs的磁體，其 bhc 不可能大于 12.3koe。換句話說，剩磁 jr 在數(shù)值上是矯頑力bhc的理論極限。當反向磁場 h=bhc 時，雖然磁體的磁感應強度b 為 0 ，磁體對外不顯示磁通，但磁體內(nèi)部的微觀磁偶極矩的矢量和往往并不為0 ，也就是說此時磁體的磁極化強度j 在原來的方向往往仍保持一個較大的值。因此， bhc 還不足以表征磁體的內(nèi)稟磁特性；當反向磁場 h增大到某一值jhc 時，磁體內(nèi)部的微觀磁偶極矩的矢量和為0 ，稱該反向磁場h 值為該材料的內(nèi)稟矯頑力jhc 。 +1e4r5/f5w內(nèi)稟矯頑力 jhc 是永磁材料的一個非常重要的物理參量，對于 jhc 遠大于 bhc的磁體

10、，當反向磁場 h 大于 bhc 但小于 jhc 時，雖然此時磁體已被退磁到磁感應強度b 反向的程度，但在反向磁場h 撤消后，磁體的磁感應強度b 仍能因內(nèi)部的微觀磁偶極矩的矢量和處在原來方向而回到原來的方向。也就是說，只要反向磁場h 還未達到 jhc ，永磁材料便尚未被完全退磁。因此，內(nèi)稟矯頑力jhc是表征永磁材料抵抗外部反向磁場或其它退磁效應，以保持其原始磁化狀態(tài)能力的一個主要指標。4l0j9o*x-l)t0矯頑力 bhc 和內(nèi)稟矯頑力 jhc 的單位與磁場強度單位相同。7 、什么叫磁能積 (bh)m？在永磁材料的 b 退磁曲線上 ( 二象限 ) ，不同的點對應著磁體處在不同的工作狀態(tài)，b退磁

11、曲線上的某一點所對應的bm 和 hm （橫坐標和縱坐標）分別代表磁體在該狀態(tài)下，磁體內(nèi)部的磁感應強度和磁場的大小，bm 和 hm 的絕對值的乘積（ bmhm）代表磁體在該狀態(tài)下對外做功的能力， 等同于磁體所貯存的磁能量， 稱為磁能積。 在 b 退磁曲線上的 br 點和 bhc 點，磁體的 （ bmhm ）=0 ，表示此時磁體對外做功的能力為0 ，即磁能積為 0 ；磁體在某一狀態(tài)下（bmhm ）的值最大，表示此時磁體對外做功的能力最大，稱為該磁體的最大磁能積，或簡稱磁能積，記為(bh)max或 (bh)m。因此，人們通常都希望磁路中的磁體能在其最大磁能積狀態(tài)下工作。磁能積的單位在si 制中為 j

12、/m3(焦耳 / 立方米 ) ，在cgs 制中為 mgoe( 兆高奧斯特 ) ， 100/4 j/m3=1mgoe。8 、什么叫居里溫度(tc) ，什么叫磁體的可工作溫度tw ，二者有何關系？隨著溫度的升高，由于物質(zhì)內(nèi)部基本粒子的熱振蕩加劇，磁性材料內(nèi)部的微觀磁偶極矩的排列逐步紊亂，宏觀上表現(xiàn)為材料的磁極化強度j 隨著溫度的升高而減小，當溫度升高至某一值時， 材料的磁極化強度j 降為 0 ，此時磁性材料的磁特性變得同空氣等非磁性物質(zhì)一樣，將此溫度稱為該材料的居里溫度tc 。居里溫度tc 只與合金的成分有關，與材料的顯微組織形貌及其分布無關。(q8fyx1ep:k+w在某一溫度下永磁材料的磁性能

13、指標與室溫相比降低一規(guī)定的幅度，將該溫度稱為該磁體的可工作溫度tw 。由于磁性能的這一降低幅度需要視該磁體的應用條件及要求而定，因此，所謂的磁體的可工作溫度tw 對于同一磁體來說是一個待定值，也就是說同一永磁體在不同的應用場合可以有不同的可工作溫度tw 。.$w;d:q;i%|;g:d!?:o顯然，磁性材料的居里溫度tc 代表著該材料的理論工作溫度極限。事實上， 永磁材料的實際可工作tw 遠低于 tc 。例如，純?nèi)膎d-fe-b磁體的 tc 為 312 ，而其實際可工作 tw 通常不到100 。通過在nd-fe-b合金中添加重稀土金屬以及co 、 ga 等元素，可顯著提高nd-fe-b磁體

14、的 tc 和可工作tw 。值得注意的是， 任何永磁體的可工作tw 不僅與磁體的tc 有關，還與磁體的jhc 等磁性能指標、以及磁體在磁路中的工作狀態(tài)有關。9 、什么叫永磁體的回復導磁率( rec.)，什么叫j 退磁曲線方形度(hk/jhc)，它們有何意義？當磁體處在動態(tài)工作條件下時，外部反向磁場h 或磁體內(nèi)部的退磁場hd 呈周期性變化，此時如圖2 所示的工作點d 亦呈周期性往復變化，定義在磁體的b 退磁曲線上工作點d 往復變化的軌跡為磁體的動態(tài)回復線，該線的斜率為回復導磁率 rec.。顯然，回復導磁率 rec.表征了磁體在動態(tài)工作條件下的穩(wěn)定性，它也是永磁體的b 退磁曲線方形度， 因此它是永磁

15、體的一個重要的磁特性指標之一。對于nd-fe-b燒結磁體， b 退磁曲線為直線且bhc 約等于 br ，其回復導磁率 rec.等于 b 退磁曲線的斜率且 rec.=1.031.10。 rec越小，磁體在動態(tài)工作條件下的穩(wěn)定性就越好。-r$o(ml1&k2|值得注意的是，若磁體的b 退磁曲線不是直線，則磁體的回復導磁率 rec.在不同工作點就有不同的值，此時如何把磁體設計在最穩(wěn)定的工作狀態(tài)，就顯得非常重要。定義磁體的j 退磁曲線上，j=0.9jr時的反向磁場大小為hk ， hk/jhc可以直觀地表示磁體的j 退磁曲線方形度。對于具有高jhc 的 nd-fe-b燒結磁體， jhc 遠遠大于bhc

16、，當反向磁場大于bhc 但小于 jhc 時，相應的b 退磁曲線已進入第三象限。由（1-1 ）式可知，此時若磁體的j 退磁曲線仍為直線，則相應第三象限的b 退磁曲線亦保持直線，此時磁體的 ?rec 仍保持較小值，在反向外磁場撤消后，磁體的工作點仍能恢復到原來的位置。因此， hk/jhc也是永磁體的一個重要的磁特性指標之一，它和 rec一樣，表征了磁體在動態(tài)工作條件下的穩(wěn)定性。10 、金屬磁性材料分為幾大類，它們是如何劃分的？金屬磁性材料分為永磁材料、軟磁材料二大類。 通常將內(nèi)稟矯頑力大于 0.8ka/m 的材料稱為永磁材料， 將內(nèi)稟矯頑力小于0.8ka/m的材料稱為軟磁材料。 11 、什么叫 n

17、d-fe-b 永磁體，它分幾大類？nd-fe-b 永磁體是1982 年發(fā)現(xiàn)的迄今為止磁性能最強的永磁材料。其主要化學成分為nd （釹）、 fe（鐵）、 b（硼），其主相晶胞在晶體學上為四方結構，分子式為nd2fe14b（簡稱 2:14:1 相）。除主相 nd2fe14b 外， nd-fe-b永磁體中還含有少量的富nd 相、富 b 相等其它相。其中主相和富 nd 相是決定 nd-fe-b磁體永磁特性的最重要的二個相。今天，nd-fe-b 永磁體已廣泛應用于計算機、醫(yī)療器械、通訊器件、電子器件、磁力機械等領域。3v;uoj-a9h5ond-fe-b磁體分為燒結和粘結二大類。通常的nd-fe-b燒結

18、磁體是用粉末冶金方法制造的各向異性致密磁體；而通常的nd-fe-b粘結磁體是用激冷的方法獲得微晶粉末，每個粉末內(nèi)含有多個nd-fe-b微晶晶粒，再用聚合物或其它粘結劑將粉末粘結成大塊磁體，因而通常的nd-fe-b粘結磁體是非致密的各向同性磁體。因此，通常的nd-fe-b燒結磁體的磁性能遠高于nd-fe-b粘結磁體，但 nd-fe-b粘結磁體有著許多nd-fe-b燒結磁體不可替代的優(yōu)點：可以用壓結、注射等成型方法制作尺寸小、形狀復雜、幾何精度高的永磁體，并容易實現(xiàn)大規(guī)模自動化生產(chǎn)；另外，nd-fe-b粘結磁體還便于任意方向充磁，能方便制作多極乃至無數(shù)極的整體磁體，而這對于nd-fe-b燒結磁體來

19、說通常很難實現(xiàn)；由于nd-fe-b粘結磁體中主相nd2fe14b呈微晶狀態(tài)，因此它還具有比燒結磁體耐蝕性好等優(yōu)點。12 、什么叫nd2fe14b主相？主相nd2fe14b是 nd-fe-b永磁體中唯一的具有單軸各向異性的硬磁性相，其體積分數(shù)占磁體中各相的90% 以上，因而稱為主相。其晶體結構如圖 3 所示：晶格常數(shù)a 0.882nm， c 1.224nm， c 軸為易磁化軸，每個單胞含有4 個分子式的68 個原子。 nd2fe14b相的內(nèi)稟磁性是：居里溫度tc=585k，室溫各向異性常數(shù) k1 4.2mj/m3， k2 0.7mj/m3，各向異性場ha 7.3t ，室溫飽和磁極化強度js 1.

20、61t 。 nd2fe14b的基本磁疇結構參數(shù)為：疇壁能密度d=30mj/m2，疇壁厚度d=5.2nm，單疇粒子臨界尺寸dc=0.26?m。若磁體的成分中添加了合金元素，主相的晶體結構不會發(fā)生變化，但其內(nèi)稟磁性會發(fā)生一定的改變， 添加合金元素的目的是為了改善磁體的內(nèi)稟矯頑力或其它特性。值得注意的是：在磁體中添加任何合金元素都會降低主相nd2fe14b的飽和磁極化強度js 。13 、什么叫富nd 相，它有何意義？除主相 nd2fe14b外，nd-fe-b磁體中的另一重要的相就是富nd 相。富 nd 相的成分和結構都非常復雜： nd 含量可以從55% 到 95% 以上，其晶體結構可以是fcc( 面

21、心立方 ) 、dhcp(雙六方 ) 或非晶態(tài)。其結構和成分隨磁體合金的成分、工藝而變化。例如，鑄錠中的富 nd 相的成分、結構與燒結態(tài)磁體是不同的；而燒結態(tài)磁體中的富nd 相的成分、結構與回火態(tài)磁體又不相同。富nd 相的存在是大塊nd-fe-b磁體具有高矯頑力的重要原因，永磁材料工作者的重要任務之一就是認識、了解和控制富nd 相。由 13q可知，若磁體中只存在主相nd2fe14b，則磁體在磁化或反磁化過程中，內(nèi)部的疇壁很容易移動，在宏觀上表現(xiàn)為磁體很容易被磁化或反磁化，nd-fe-b磁體的矯頑力就很低；若主相nd2fe14b晶粒周圍被非磁性的富nd 相包圍，則磁體在磁化或反磁化過程中， 磁體內(nèi)

22、部疇壁的移動便只限于一個晶粒內(nèi)進行，在宏觀上表現(xiàn)為磁體較難被磁化或反磁化， nd-fe-b磁體的矯頑力就較高。0#l/g$q2g,x#v$r9|rnd-fe-b磁體中的氧主要富集在富nd 相內(nèi)，起著破壞富nd 相對主相nd2fe14b晶粒的隔離作用，因此氧對nd-fe-b磁體的矯頑力的影響很大。此外，氧對富nd 相在燒結后冷卻時的共晶行為以及富nd 相與主相之間的邊界特征產(chǎn)生重要影響。14 、nd-fe-b燒結磁體的制作工藝是什么樣的流程？在中國，通常的nd-fe-b燒結磁體制作工藝流程是：熔煉合金 - 制粉 - 取向壓型 -燒結 -回火 -磁性能檢測 -毛坯精整 - 切割 - 精磨 - 半成

23、品檢驗 - 電鍍 - 成品檢驗 - 包裝入庫。15 、燒結 nd-fe-b 磁體的機械性能有何特點？燒結 nd-fe-b磁體的基本機械性能如下：可見，燒結 nd-fe-b磁體是一種典型的脆性材料。在磁體的加工、 組裝、使用過程中，需注意防止磁體承受劇烈的沖擊、碰撞、和過大的張應力，以免磁體開裂或崩邊掉角。值得注意的是， 由于充磁狀態(tài)的燒結nd-fe-b磁體磁力很強， 在操作磁化狀態(tài)的磁體時，還需特別注意人身安全。對于尺寸較大的磁化狀態(tài)磁體的組裝，必須事先配備好相應的組裝工具，防止因磁體的強吸合力扎傷手指。16 、q：燒結 nd-fe-b磁體的深加工工藝有何特點？燒結nd-fe-b磁體的深加工工

24、藝流程是： $v+k0n#x.k2c2e2iy磁體毛坯 - 外輪廓精整 - 切割 - 精磨 - 倒角 -電鍍 - 檢驗、測試 - 成品磁體的外輪廓精整一般用無心磨床（圓柱形磁體）或平面磨床（方形磁體）完成，使毛坯磁體具有規(guī)整的外輪廓度并達到規(guī)定的幾何尺寸；48a3c/n3e&a1j+13x-切割工序是用金剛石內(nèi)圓切片機或線切割機，將精整后的毛坯磁體切割成接近成品的形狀和尺寸； f12u0c$9f,t&m精磨工序是將切割好的磁體用平面磨床、雙面磨床或其它磨床將磁體的尺寸、形位公差加工到成品所規(guī)定的要求；8j7g4e)e/r(r&f;l,h倒角是電鍍前的預處理工序，為減緩在電鍍過程中磁體棱邊因電流

25、密度相對集中而造成的鍍層厚度不均勻。由于通常的燒結nd-fe-b成品磁體尺寸小、形狀不一，因此采用自由滾磨光整工藝最為適合該產(chǎn)品的大批量倒角加工。自由滾磨光整技術有： 振動式滾磨光整、渦流式滾磨光整、離心式滾磨光整、主軸式滾磨光整等多種方法。其中，振動式滾磨光整生產(chǎn)效率高、倒角速度快，已廣泛為燒結nd-fe-b磁體深加工廠家所采用；電鍍是為了在磁體表面形成對磁體的保護層，通常采用自由滾鍍工藝來實現(xiàn)，對于尺寸較大的磁體，則采用掛鍍工藝。燒結nd-fe-b磁體的鍍層視磁體的使用環(huán)境和外觀要求分鍍 ni 、鍍 zn 、磷化、電泳、合金鍍、復合鍍等。*k+vw/k;vf燒結 nd-fe-b磁體的表面保

26、護層除電鍍外，還有物理氣相沉積(pvd) 法，物理氣相沉積又分蒸發(fā)鍍、濺射鍍、離子鍍?nèi)?，可形成al 、 zn 、 cr 等鍍層；化學氣相沉積(cvd)則可形成ti 、cr 等的氮化物、碳化物鍍層。此外，燒結nd-fe-b磁體還可以用表面化學鈍化、化學鍍、熱浸漬、熱噴涂等方法獲得各種不同的表面保護層。檢驗、測試工序是對磁體成品的尺寸和形位公差、外觀狀態(tài)、鍍層耐蝕性、磁性能等產(chǎn)品規(guī)定的各項指標進行檢測。17 、q：燒結 nd-fe-b磁體的電鍍工藝有何特點？燒結nd-fe-b磁體電鍍的基本工藝大致可分為如下三個階段：k7?:t&f*t1w&1. 鍍前表面處理磁體鍍前要進行除油、清洗、浸蝕（活化）

27、、再清洗等表面處理，電鍍前磁體的表面要做到無油污、 無氧化皮及銹蝕物等， 鍍前磁體的表面狀況直接影響產(chǎn)品的鍍層質(zhì)量。2. 電鍍經(jīng)表面處理后的磁體進行電鍍時，鍍層質(zhì)量的好壞主要取決于鍍液配方和操作條件等因素。因此，在電鍍操作過程中必須嚴格遵守工藝規(guī)范，控制好鍍液成分、添加劑配比、工作溫度、電流密度等參數(shù)，并根據(jù)鍍層厚度要求和沉積速度，控制好電鍍時間。q5t(b6u;mv)6bj3. 鍍后處理鍍后處理也是電鍍中的一個重要環(huán)節(jié)。例如，磁體在電鍍后一般要進行中和處理和清洗，有時還要進行光澤處理（出光）、鈍化、有機物涂覆等處理以滿足產(chǎn)品的特殊要求。18 、什么叫磁力線，它有何特點？人們將磁力線定義為處處

28、與磁感應強度相切的線，磁感應強度的方向與磁力線方向相同， 其大小與磁力線的密度成正比。 了解磁力線的基本特點是掌握和分析磁路的的基礎。理論和實踐均表明，磁力線具有下述基本特點：1. 磁力線總是從n 極出發(fā)，進入與其最鄰近的s 極，并形成閉合回路。這一現(xiàn)象在電磁學中稱為磁通連續(xù)性定理，由maxwell方程描述為：v.b=0(4-1)上式又稱為磁場的高斯定律，表示任意磁場的散度為0 ，即通過任意閉合曲面的凈磁通總是 0 ，磁力線總是閉合的。2. 同電流類似，磁力線總是走磁阻最?。ù艑首畲螅┑穆窂剑虼舜帕€通常呈直線或曲線，不存在呈直角拐彎的磁力線。3. 任意二條同向磁力線之間相互排斥，因此不存

29、在相交的磁力線。4. 當鐵磁材料未飽和時，磁力線總是垂直于鐵磁材料的極性面。當鐵磁材料飽和時，磁力線在該鐵磁材料中的行為與在非鐵磁性介質(zhì)（如空氣、鋁、銅等）中一樣。8v+r7a4_/y(9jx35由于磁力線具有這樣的基本特性，因此介質(zhì)的磁化狀態(tài)取決于介質(zhì)的磁學特性和幾何形狀。 顯而易見，在通常情況下，介質(zhì)都處于非均勻磁化狀態(tài)，也就是說通常介質(zhì)內(nèi)部的磁力線都成曲線狀態(tài)且分布不均勻； 另外， 由于在自然界雖存在電的絕緣體， 但不存在磁的絕緣體，使得通常的磁路都存在漏磁。 介質(zhì)處于非均勻磁化狀態(tài)和磁路都存在漏磁這二個特征，就決定了磁路的準確計算非常復雜。 19 、什么叫磁路，什么叫磁路的開路、閉路狀

30、態(tài)？磁路是指由一個或多個永磁體、載流導線、 軟鐵按一定形狀和尺寸組合，以形成具有特定工作氣隙磁場的構件。軟鐵可以是純鐵、低碳鋼、ni-fe合金、 ni-co合金等具有高磁導率的材料。軟鐵又稱為軛鐵，它在磁路中起著控制磁通流向、增加局部磁感應強度、防止或減少漏磁、以及提高整個構件的機械強度的作用。9v9b%gr+l(o通常將沒有軟鐵時單個磁體所處的磁狀態(tài)稱為開路狀態(tài)；當磁體處在由與軟鐵一起構成的磁通回路中時，稱此磁體處于閉路狀態(tài)。20 、什么叫安培定律？在麥克斯韋(maxwell) 方程組中，磁場強度 h 與電流密度 j 的關系為：v*h=j(4-2)r+4o-n(i0d:p其積分形式為： hc

31、os dl= （i4-3 ） *v(s5u/y8j,x1l它表示，磁場h 沿任意回路的線積分等于以該回路為邊界的任意曲面內(nèi)的電流強度，這就是著名的安培環(huán)路定律。安培環(huán)路定律和磁通連續(xù)性定理是求解一切磁路問題的二個基本關系式。 &v,i1q-o7i&g#m8o-v,d從人類發(fā)現(xiàn)天然磁石能吸引鐵、并可作成指南針用于航海，到1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電和磁之間的關系，期間經(jīng)過了2000多年的漫長歷史。1825年前后，安培和歐姆分別提出了他們劃時代的定律。同年，williamsturgeon制成了人類歷史上第一個電磁鐵。1830年，法拉第（ michaelfaraday）和亨利（ josephhenry）分

32、別發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象。1832 年， williamsturgeon發(fā)明了轉動式電磁發(fā)動機。1856年，德國的西門子（wernersiemens）發(fā)明了劃時代的電動機。1873年，倫敦皇家科學院的麥克斯韋(j.c.maxwell)用系統(tǒng)而精確的數(shù)學形式表達了有關電和磁的全部定律- 麥克斯韋方程組，至此，電磁學理論基本成熟。麥克斯韋方程組凝聚了從1820年到 1860年間，許多值得人類永遠紀念的杰出科學家的貢獻。他們是：庫侖、安培、法拉第、高斯、韋伯、赫姆霍茲、亨利、焦磁鐵百科知識整理發(fā)布日期： 2013-05-16來源：百度百科作者：網(wǎng)絡瀏覽次數(shù)： 722核心提示： 如果說磁鐵， 大家一定不陌

33、生。很多家用電器上面都有，而且從一些廢舊的喇叭上拿下做玩具用。但談到釹鐵硼或磁性材料，大家一定感覺一頭霧水，不知所云。 下面為大家解讀磁鐵的前世今緣，讓你對磁鐵有一個跟深刻的了解。如果說磁鐵，大家一定不陌生。很多家用電器上面都有，而且從一些廢舊的喇叭上拿下做玩具用。但談到釹鐵硼或磁性材料，大家一定感覺一頭霧水，不知所云。下面為大家解讀磁鐵的前世今緣，讓你對磁鐵有一個跟深刻的了解。中文名稱 ：磁鐵主要成分 ：鐵、鈷、鎳等外文名稱 ：magnet磁鐵是可以吸引鐡并于其外產(chǎn)生磁場的物體。狹義的磁鐵指磁鐵礦石的制品，廣義的磁鐵指的是用途為產(chǎn)生磁場的物體或裝置。磁鐵作為磁偶極子，能夠吸引鐵磁性物質(zhì)，例如

34、鐵、鎳及鈷等金屬。磁極的判定是以細線懸掛一磁鐵，指向北方的磁極稱為指北極或n 極，指向南方的磁極為指南極或s 極。（如果將地球想成一大磁鐵，則目前地球的地磁北極是s極，地磁南極則是n 極。）磁鐵異極則相吸，同極則排斥。指南極與指北極相吸，指南極與指南極相斥，指北極與指北極相斥。磁鐵分作永久磁鐵與非永久磁鐵。天然的永久磁鐵又稱為天然磁石，永久磁鐵也可以由人工制造（最強的磁鐵是釹磁鐵）。非永久性磁鐵只有在某些條件下會有磁性，通常是以電磁鐵的形式產(chǎn)生，也就是利用電流來強化其磁場。未磁化的磁石內(nèi)部磁分子（分子磁鐵學說）是無規(guī)則排列的，經(jīng)過磁化的過程后磁分子會有規(guī)則的排列。此時，磁分子的n 極和 s 極

35、會朝向相同方向使磁石具有磁性而成為磁鐵。同時，同一磁鐵上存在相反兩極且兩極之磁量相等。磁鐵的磁性磁鐵能夠產(chǎn)生磁場，吸引鐵磁性物質(zhì)如鐵、鎳、鈷等金屬。將條形磁鐵的中點用細線懸掛起來，靜止的時磁鐵候，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。如果將地球想成一塊大磁鐵，則目前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，同極相排斥、異極相吸引。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。磁鐵的分類磁鐵可分為 “永久磁鐵 ”(permanentmagnets)與 “非永久磁鐵 ”。永久磁鐵可以是天然產(chǎn)物，

36、又稱天然磁石，也可以由人工制造（最強的磁鐵是釹鐵硼磁鐵）。非永久性磁鐵，例如電磁鐵，只有在某些條件下才會出現(xiàn)磁性。定義磁鐵，應該叫 磁鋼 ，英文：magnet，磁鋼現(xiàn)在主要分兩大類，一類是軟磁(softmagnets)，一類是硬磁(hardmagnets)。概念軟磁包括硅鋼片和軟磁鐵芯；硬磁包括鋁鎳鈷、釤鈷、鐵氧體和釹鐵硼，這其中，最貴的是釤鈷磁鋼，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(wěn)定，溫度系數(shù)最好的是鋁鎳鈷磁鋼，用戶可以根據(jù)不同的需求選擇不同的硬磁產(chǎn)品。我們所說的磁鐵，一般都是指永磁磁鐵。永磁磁鐵又分二大分類。第一大類金屬合金磁鐵包括釹鐵硼磁鐵nd2fe14b）、釤鈷

37、磁鐵 (smco)、鋁鎳鈷磁鐵（ alnico ）第二大類鐵氧體永磁材料（ ferritepermanentmagnets）1 釹鐵硼磁鐵它是目前發(fā)現(xiàn)商品化性能最高的磁鐵，被人們稱為磁王，擁有極高的磁性能其最大磁能積(bhmax)高過鐵氧體 (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(wěn)定，有很好的性價比，故其應用極其廣泛。但因為其化學活性很強，所以必須對其表面凃?qū)犹幚怼? 如鍍 zn,ni,電泳、鈍化等 ) 。2 鐵氧體磁鐵它主要原料包括bafe12o19和 srfe12o19。通過陶瓷工藝法制造而成，質(zhì)地比較硬，屬脆性材料

38、，由于鐵氧體磁鐵有很好的耐溫性、價格低廉、性能適中，已成為應用最為廣泛的永磁體。3 鋁鎳鈷磁鐵是由鋁、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最低可逆溫度系數(shù)，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域。4 釤鈷（ smco ）依據(jù)成份的不同分為smco5和 sm2co17。由于其材料價格昂貴而使其發(fā)展受到限制。釤鈷（smco ）作為稀土永磁鐵，不但有著較高的磁能積（14-28mgoe ）、可靠的矯頑力和良好的溫度特性。與釹鐵硼磁鐵相比，釤鈷磁鐵更適合工作在高溫環(huán)境中。永久性

39、磁鐵 (permanentmagnets)永久性磁鐵 可以是天然產(chǎn)物，又稱天然磁石，也可以由人工制造（最強的磁鐵是釹鐵硼磁鐵）。非永久性磁鐵非永久性磁鐵加熱到一定的溫度會突然失去磁性，這是由于組成磁鐵的眾多“元磁體 ”之排列從有序到無序所引起的；失去磁性的磁鐵放入到磁場中，當磁化強度達到某一數(shù)值，它又被磁化， “元磁體 ”之排列又從無序到有序。人造磁鐵人造磁鐵：分為蹄形磁鐵和條形磁鐵，是大家生活中最常見的，其中蹄形磁鐵比較受歡迎。單面磁鐵是指一面有磁性，另一面磁性較弱的磁鐵，方法是用特殊處理的鍍鋅鐵皮將雙面磁鐵的一面包裹，這樣被包裹的一面磁性將被屏蔽，磁力被折射到另一面，另一面磁性將增強。 如

40、有的場合只需要一面有磁性，另一面如有磁性會造成損壞或干擾；有的場合如包裝盒上的磁鐵則只需要一面有磁性，另一面可有可無，有磁性也沒有用，這樣使用單面磁會大大降低成本并節(jié)約磁性材料。單面磁鐵的磁力折射如同衛(wèi)星鍋對信號的折射或手電筒燈鍋對光線的折射，其折射效果主要由以下三方面決定： 1. 材料：材料的選擇以及厚薄，以及磁鐵與材料的間距有著密切的關系。純鐵皮容易漏磁，經(jīng)特殊處理后折射會增強，但 100% 屏蔽的材料還沒研究出，但不同廠 家做的材料效果也不同。角度：根據(jù)折射原理，弧形材料效果最好，直角材料折射損耗較大。空間： 磁力線在空中如同手機信號，需要有空間才能折射出來。手電筒燈鍋如完全包裹在燈炮上

41、，使用效果肯定不好，因為有大量的光線折射被損耗。如何能利用以上原理，將磁性增強的效果最好， 是很多參數(shù)之間求最佳的問題，很多廠家也在反復的做實驗，如西安國泰磁鐵廠單面磁處理最理想結果為增強50% ，這樣在包裝盒箱包等領域?qū)⒋蟠蠼档蜕a(chǎn)成本并節(jié)約磁性材料。釹鐵硼磁鐵釹鐵硼磁鐵 （ neodymiummagnet）也稱為釹鐵硼磁鐵， 其化學式為 nd2fe14b，是一種人造的永久磁鐵，目前為止具有最強磁力的永久磁鐵。被人們稱為磁王，擁有極高的磁性能其最大磁能積(bhmax)高過鐵氧體 (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(wěn)

42、定， 有很好的性價比，故其應用極其廣泛。但因為其化學活性很強， 所以必須對其表面凃?qū)犹幚怼?( 如鍍 zn,ni, 電泳、鈍化等 ) 。釹磁鐵是住友特殊金屬公司的佐川真人等人于1982年發(fā)明的，由其化學式可知其主要由釹、鐵與硼等化學元素所構成。在許多領域有可能取代傳統(tǒng)的純鐵磁鐵,鋁鎳鈷合金和釤鈷磁鐵譬如電動機, 儀器和儀表，汽車工業(yè), 石油化工產(chǎn)業(yè)和磁性醫(yī)療保健產(chǎn)品。能生產(chǎn)各種形狀的：譬如圓盤磁鐵，圓環(huán)磁鐵, 長方形磁鐵 , 弧磁鐵和其它形狀的磁鐵。具有強力磁性的釹磁鐵被廣泛被應用在電子產(chǎn)品上，例如硬盤、手機、耳機等等。主要成分磁鐵又名吸鐵石，是指在周圍和自身內(nèi)部存在磁場的物體或材質(zhì)，分為天然

43、和人造兩大類。人造磁鐵通常用金屬合金制成，具有強磁性。又可分作“永久性磁鐵 ”與 “非永久性磁鐵”，即 “硬磁 ”與 “軟磁 ”。天然磁鐵主要成分：四氧化三鐵，化學式fe3o4 ，常稱 “磁性氧化鐵 ”。具有磁性的黑色晶體?？梢钥闯墒茄趸瘉嗚F和氧化鐵組成的化合物。因在四氧化三鐵的晶體里存在著兩種不同價態(tài)的離子，其中三分之一是fe2+ ，三分之二是fe3+ ，是一種復雜的化合物。它不溶于水，也不能與水反應。與酸反應，不溶于堿。主要用于制底漆和面漆，用于電子工業(yè)的磁性材料，也用于建筑工業(yè)的防銹劑。磁力大小排列為釹鐵硼磁鐵 、釤鈷磁鐵 、鋁鎳鈷磁鐵 、鐵氧體磁鐵 。性能定義主要有如下3 個性能參數(shù)來

44、確定磁鐵的性能：剩磁 br : 永磁體經(jīng)磁化至技術飽和，并去掉外磁場后，所保留的br 稱為剩余磁感應強度。矯頑力 hc : 使磁化至技術飽和的永磁體的b 降低到零， 所需要加的反向磁場強度稱為磁感矯頑力，簡稱為矯頑力磁能積 bh : 代表了磁鐵在氣隙空間（磁鐵兩磁極空間）所建立的磁能量密度，即氣隙單位體積的靜磁能量。由于這項能量等于磁鐵的bm 和 hm 的乘積，因此稱為磁能積。磁場 : 對磁極產(chǎn)生磁作用的空間為磁場。表面磁場 ：永磁體表面某一指定位置的磁感應強度。反磁性抗磁性是一些類別的物質(zhì)，當處在外加磁場中， 會對磁場產(chǎn)生的微弱斥力的一種磁性現(xiàn)象。順磁性順磁性，是指一種材料的磁性狀態(tài)。有些材

45、料可以受到外部磁場的影響，產(chǎn)生指同相向的磁化向量的特性。這樣的物質(zhì)具有正的磁化率。與順磁性相反的現(xiàn)象被稱為抗磁性。鐵磁性鐵磁性，是指一種材料的磁性狀態(tài)，具有自發(fā)性的磁化現(xiàn)象。各材料中以鐵最廣為人知，故名之。某些材料在外部磁場的作用下得而磁化后，即使外部磁場消失，依然能保持其磁化的狀態(tài)而具有磁性，即所謂自發(fā)性的磁化現(xiàn)象。所有的永久磁鐵均具有鐵磁性或亞鐵磁性?；旧翔F磁性這個概念包括任何在沒有外部磁場時顯示磁性的物質(zhì)。至今依然有人這樣使用這個概念。 但是通過對不同顯示磁性物質(zhì)及其磁性的更深刻認識，學者們對這個概念做了更精確的定義。一個物質(zhì)的原胞中所有的磁性離子均指向它的磁性方向時才被稱為是鐵磁性的。若只有部分離子的磁場指向其磁性方向，則稱為亞鐵磁性。若其磁性離子所指的方向正好相互抵消（盡管所有的磁性離子只指向兩個正好相反的方向）則被稱為反鐵磁性。物質(zhì)的磁性現(xiàn)象存在一個臨界溫度，在此溫度下才會發(fā)生。對于鐵磁性和亞鐵磁性物質(zhì)，此溫度被稱為居里溫度;對于反鐵磁性物質(zhì)，此溫度被稱為尼爾溫度。有人認為磁鐵與鐵磁性物質(zhì)之間的吸引作用是人類最早對磁性的認識。選擇磁鐵