磁
3磁(Magnet)是指某些物质能吸引铁、镍等金属的性能。
当两块磁铁或磁石相互吸引或排斥时,或当载流导线在周围产生磁场,促使磁针偏转指向,这些都是与磁有关的现象,凡是与磁有关的现象也都会与磁场有关。
基本信息
- 中文名
磁
- 外文名
Magnet
- 性质
吸引铁、钴、镍等金属的性质
- 磁
通“瓷
- 磁体
具有磁性的物体
- 分类
硬磁铁、软磁铁
种类
磁铁的种类很多 ,一般分为硬〈永〉 磁体(磁性保持较长或永久时间)和软磁体(较短时间内有磁性)两大 类,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:
第一大类是:金属合金磁铁包括 钕铁硼磁铁(Nd2Fe14B)、 铝镍钴磁铁(ALNiCO)、 钐钴磁铁(SmCo),包括: 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,所以必须对其表面涂层处理。(如镀Zn,Ni, 电泳、 钝化等)。2. 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。3. 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。
第二大类是:铁氧体永磁材料(Ferrite),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。
在 电磁学里,当两块 磁铁或 磁石相互吸引或排斥时,或当载流导线在周围产生 磁场,促使 磁针偏转指向,或当闭电路移动于不均匀磁场时,会有 电流出现于闭电路,这些都是与 磁有关的现象。凡是与磁有关的现象也都会与磁场有关。
磁性是物质响应 磁场作用的属性。每一种物质或多或少地会被磁场影响。 铁磁性是最强烈、最为人知的一种磁性。由于具有 铁磁性, 磁石或磁铁会产生 磁场。另外, 顺磁性物质会趋向于朝着磁场较强的区域移动,即被磁场吸引; 反磁性物质则会趋向于朝着磁场较弱的区域移动,即被磁场排斥;还有一些物质会与磁场有更复杂的关系,例如, 自旋玻璃的性质、 反铁磁性等等。外磁场对于某些物质的影响非常微弱。
物质的磁态与 温度、 压强、外磁场等等有关,依照温度或其它参数的不同,物质会显示出不同的 磁性。
发展
在中国的发展历程
先秦时代我们的先人已经积累了许多这方面的认识,在探寻铁矿时常会遇到 磁铁矿,即 磁石(主要成分是 四氧化三铁)。这些发现很早就被记载下来了。《管子·地数》篇中最早记载了这些发现:“上有慈石者,其下有铜金。”其他古籍如《 山海经》中也有类似的记载。磁石的吸铁特性很早就被人发现,《 吕氏春秋》九卷精通篇就有:“慈招铁,或引之也。”那时的人称“磁”为“慈”他们把磁石吸引铁看作慈母对子女的吸引。并认为:“石是铁的母亲,但石有慈和不慈两种,慈爱的石头能吸引他的子女,不慈的石头就不能吸引了。” 汉以前人们把磁石写做“慈石”,是慈爱石头的意思。
既然磁石能吸引铁,那么是否还可以吸引其他金属呢?我们的先民做了许多尝试,发现磁石不仅不能吸引 金、 银、铜等金属,也不能吸引砖瓦之类的物品。西汉的时候人们已经认识到磁石只能吸引铁,而不能吸引其他物品。
当把两块磁铁放在一起相互靠近时,有时候互相吸引,有时候相互排斥。现在人们都知道 磁体有两个极,一个称N极,一个称S极。同性极相互排斥,异性极相互吸引。那时的人们并不知道这个道理,但对这个现象还是能够察觉到的。
到了西汉,有一个名叫 栾大的方士,他利用磁石的这个性质做了两个棋子般的东西,通过调整两个棋子极性的相互位置,有时两个棋子相互吸引,有时相互排斥。栾大称其为“ 斗棋”。他把这个新奇的玩意献给 汉武帝,并当场演示。汉武帝惊奇不已, 龙心大悦,竟封栾大为“ 五利将军”。
地球也是一个大磁体,它的两个极分别在接近地理南极和地理北极的地方。因此地球表面的磁体,可以自由转动时,就会因磁体同性相斥,异性相吸的性质指示南北。这个道理古人不够明白,但这类现象他们很清楚。
第一个描述了 磁偏角的是沈括。他在《 梦溪笔谈》里描述了他对磁的探究,描述了磁偏角。中国古代的先民们利用磁,先后制成了 司南、 指南鱼、 指南针。指南针被应用于航海的典型是 郑和下西洋。指南针通过 阿拉伯人传入 欧洲后促进了欧洲 航海技术的发展,为 新航路的开辟提供了有利的帮助。
在西方电磁场理论的历史
人们很早就接触到电和磁的现象,并知道 磁棒有南北两极。在18世纪,发现 电荷有两种:正电荷和负电荷。不论是 电荷还是 磁极都是同性相斥,异性相吸, 作用力的方向在电荷之间或磁极之间的连接线上,力的大小和它们之间的距离的平方成反比。在这两点上和万有引力很相似。18世纪末发现电荷能够流动,这就是电流。但长期没有发现电和磁之间的联系。
19世纪前期,奥斯特发现电流可以使小磁针偏转。而后安培发现作用力的方向和电流的方向,以及磁针到通过电流的导线的垂直线方向相互垂直。不久之后,法拉第又发现,当磁棒插入导线圈时,导线圈中就产生电流。这些实验表明,在电和磁之间存在着密切的联系。在电和磁之间的联系被发现以后,人们认识到 电磁力的性质在一些方面同万有引力相似,另一些方面却又有差别。为此法拉第引进了力线的概念,认为电流产生围绕着导线的磁力线, 电荷向各个方向产生电力线,并在此基础上产生了 电磁场的概念。