具有寬磁滯回線、高矯頑力、高剩磁,一經(jīng)磁化即能保持恒定磁性的材料。又稱硬磁材料。實(shí)用中,永磁材料工作于深度磁飽和及充磁后磁滯回線的第二象限退磁部分。常用的永磁材料分為鋁鎳鈷系永磁合金、鐵鉻鈷系永磁合金、永磁鐵氧體、稀土永磁材料和復(fù)合永磁材料。
①鋁鎳鈷系永磁合金。以鐵、鎳、鋁元素為主要成分,還含有銅、鈷、鈦等元素。具有高剩磁和低溫度系數(shù),磁性穩(wěn)定。分鑄造合金和粉末燒結(jié)合金兩種。20世紀(jì)30~60年代應(yīng)用較多,現(xiàn)多用于儀表工業(yè)中制造磁電系儀表、流量計(jì)、微特電機(jī)、繼電器等。
②鐵鉻鈷系永磁合金。以鐵、鉻、鈷元素為主要成分,還含有鉬和少量的鈦、硅元素。其加工性能好,可進(jìn)行冷熱塑性變形,磁性類(lèi)似于鋁鎳鈷系永磁合金,并可通過(guò)塑性變形和熱處理提高磁性能。用于制造各種截面小、形狀復(fù)雜的小型磁體元件。
③永磁鐵氧體。主要有鋇鐵氧體和鍶鐵氧體,其電阻率高、矯頑力大,能有效地應(yīng)用在大氣隙磁路中,特別適于作小型發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的永磁體。永磁鐵氧體不含貴金屬鎳、鈷等,原材料來(lái)源豐富,工藝簡(jiǎn)單,成本低,可代替鋁鎳鈷永磁體制造磁分離器、磁推軸承、揚(yáng)聲器、微波器件等。但其磁能積較低,溫度穩(wěn)定性差,質(zhì)地較脆、易碎,不耐沖擊振動(dòng),不宜作測(cè)量?jī)x表及有精密要求的磁性器件。
隨著社會(huì)的發(fā)展,磁鐵的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛,從高科技產(chǎn)品到簡(jiǎn)單的包裝磁,目前應(yīng)用為廣泛的還是釹鐵硼強(qiáng)磁和鐵氧體磁鐵。
從永磁材料的發(fā)展歷史來(lái)看,十九世紀(jì)末使用的碳鋼,磁能積(BH)max(衡量永磁體儲(chǔ)存磁能密度的物理量)不足1MGOe(兆高奧),而目前國(guó)外批量生產(chǎn)的Nd-Fe-B永磁材料,磁能積已達(dá)50MGOe以上。這一個(gè)世紀(jì)以來(lái),材料的剩磁Br提高甚小,能積的提高要?dú)w功于矯頑力Hc的提高。而矯頑力的提高,主要得益于對(duì)其本質(zhì)的認(rèn)識(shí)和高磁晶各向異性化合物的發(fā)現(xiàn),以及制備技術(shù)的進(jìn)步。二十世紀(jì)初,人們主要使用碳鋼、鎢鋼、鉻鋼和鈷鋼作永磁材料。二十世紀(jì)三十年代末,AlNiCo永磁材料開(kāi)發(fā)成功,才使永磁材料的大規(guī)模應(yīng)用成為可能。五十年代,鋇鐵氧體的出現(xiàn),既降低了永磁體成本,又將永磁材料的應(yīng)用范圍拓寬到高頻領(lǐng)域。到六十年代,稀土鈷永磁的出現(xiàn),則為永磁體的應(yīng)用開(kāi)辟了一個(gè)新時(shí)代。
將條形磁鐵的中點(diǎn)用細(xì)線懸掛起來(lái),靜止的時(shí)候,它的兩端會(huì)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。
如果將地球想像成一塊大磁鐵,則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,同名磁極相排斥、異名磁極相吸引。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。
分類(lèi):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。
磁現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)
戰(zhàn)國(guó)時(shí)代我們的先人已經(jīng)積累了許多這方面的認(rèn)識(shí),在探尋鐵礦時(shí)常會(huì)遇到磁鐵礦,即磁石(主要成分是四氧化三鐵)。這些發(fā)現(xiàn)很早就被記載下來(lái)了?!豆茏印返臄?shù)篇中早記載了這些發(fā)現(xiàn):“山上有磁石者,其下有金銅。”
文獻(xiàn)記載
其他古籍如《山海經(jīng)》中也有類(lèi)似的記載。磁石的吸鐵特性很早就被人發(fā)現(xiàn),《呂氏春秋》九卷精通篇就有:“慈招鐵,或引之也?!蹦菚r(shí)的人稱“磁”為“慈”他們把磁石吸引鐵看作慈母對(duì)子女的吸引。并認(rèn)為:“石是鐵 的母親,但石有慈和不慈兩種,慈愛(ài)的石頭能吸引他的子女,不慈的石頭就不能吸引了?!?漢以前人們把磁石寫(xiě)做“慈石”,是慈愛(ài)石頭的意思。
又北三百二十里,曰灌題之山,其上多樗柘,其下多流沙,多砥。有獸焉,其狀如牛而白尾,其音如訆,名曰那父。有鳥(niǎo)焉,其狀如雌雉而人面,見(jiàn)人則躍,名曰竦斯,其鳴自呼也。匠韓之水出焉,而西流注于泑澤,其中多磁石。