磁鐵的成分是鐵、鈷、鎳等原子,其原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較特殊,本身就具有磁矩。磁鐵能夠產(chǎn)生磁場(chǎng),具有吸引鐵磁性物質(zhì)如鐵、鎳、鈷等金屬的特性。
磁鐵分磁鐵與軟磁,磁鐵是加上強(qiáng)磁,使磁性物質(zhì)的自旋與電子角動(dòng)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(huì)慢慢失去磁性。
分類:磁鐵可分為“磁鐵”與“非磁鐵”。磁鐵可以是天然產(chǎn)物,又稱天然磁石,也可以由人工制造。非性磁鐵,例如電磁鐵,只有在某些條件下才會(huì)出現(xiàn)磁性。
經(jīng)過千的發(fā)展,今天磁鐵已成為我們生活中的強(qiáng)力材料。通過合成不同材料的合金可以達(dá)到與吸鐵石相同的效果,而且還可以提高磁力。在18世紀(jì)就出現(xiàn)了人造的磁鐵,但制造更強(qiáng)磁性材料的過程卻十分緩慢,直到20世紀(jì)20年代制造出鋁鎳鈷(Alnico)。隨后,20世紀(jì)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(xué)科技得到了飛速發(fā)展,強(qiáng)磁材料也使得元件更加小型化。
到六十年代,釤鈷永磁的出現(xiàn),則為磁鐵的應(yīng)用開辟了一個(gè)新時(shí)代。迄今為止,稀土永磁已經(jīng)歷代SmCo5,第二代沉淀硬化型Sm2Co17,發(fā)展到第三代Nd-Fe-B永磁材料。目前鐵氧體磁鐵仍然是用量大的永磁材料,但釹鐵硼磁鐵的產(chǎn)值已大大超過鐵氧體永磁材料,釹鐵硼磁鐵的生產(chǎn)已發(fā)展成一大產(chǎn)業(yè)。
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,其中,貴的是釤鈷磁鋼,便宜的是鐵氧體磁鋼,性能高的是釹鐵硼磁鋼,但是性能穩(wěn)定,溫度系數(shù)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。
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,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(yīng)用為廣泛的永磁體。
非性磁鐵加熱到一定的溫度會(huì)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(chǎng)中,當(dāng)磁化強(qiáng)度達(dá)到某一數(shù)值,它又被磁化,“元磁體”之排列又從無序到有序。
磁鐵又名吸鐵石,是指在周圍和自身內(nèi)部存在磁場(chǎng)的物體或材質(zhì),分為天然和人造兩大類。人造磁鐵通常用金屬合金制成,具有強(qiáng)磁性。又可分作“性磁鐵”與“非性磁鐵”,即“硬磁”與“軟磁”。天然磁鐵主要成分:四氧化三鐵,化學(xué)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(jià)態(tài)的離子,其中三分之一是Fe2+,三分之二是Fe3+,是一種復(fù)雜的化合物。它不溶于水,也不能與水反應(yīng)。與酸反應(yīng),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。