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  • 1 # 使用者1677478841503

    鐵磁性物質屬強磁性材料,它在電工裝置和科學研究中的應用非常廣泛,按它們的化學成分和效能的不同,可以分為金屬磁性材料和非金屬磁性材料(鐵氧體)兩大族。

    1、金屬磁性材料

    金屬磁性材料是指由金屬合金或化合物製成的磁性材料,絕大部分是以鐵、鎳或鈷為基礎,再加入其他元素經過高溫熔鍊、機械加工熱處理而製成,這種磁性材料在高溫、低頻、大功率等條件下,有廣泛的應用,但在高頻範圍,它的應用則受到限制。金屬磁性材料還可分為硬磁、軟磁和壓磁材料等,實驗表明,不同鐵磁性物質的磁滯回線形狀有很大差異,圖示給出了三種不同鐵磁材料的磁滯回線,其中,軟磁性材料的面積最小;硬磁材料的矯頑力較大,剩磁也較大;而鐵氧體材料的磁滯回線則近似於矩形,故亦稱矩磁材料。

    軟磁材料的特點是相對磁導率Ur和飽和磁感強度Bmax一般都比較大,但矯頑力Hc比硬磁質小得多 ,磁滯回線所包圍的面積很小,磁滯特性不顯著,軟磁材料在磁場中很容易被磁化,而由於它的矯頑力很小,所以也容易去磁,因此,軟磁材料是很適宜於製造電磁鐵、變壓器、交流電動機、交流發電機等電器中的鐵心的另一個原因。

    硬磁材料又稱永磁材料,它的特點是剩磁Br和矯頑力Hc都比較大,磁滯回線所包圍的面積也就大,磁滯特性非常顯著,所以把硬磁材料放在外磁場中充磁後,仍能保留較強的磁性,並且這種剩餘磁性不易被消除,因此硬磁材料適宜於製造永磁體。在各種電錶及其他一些電器裝置中,常用永磁鐵來獲得穩定的磁場。1998年6月3日,由美國“發現者號”太空梭攜帶的、美籍華裔物理學家丁肇中教授組織領導的阿爾法磁譜儀上所用的永磁體,就是由中國科學院電工研究所等單位研製的稀土材料釹鐵硼永磁體,其磁感強度高達0. 14T,該永磁體的直徑為1. 2m,高0. 8m,而阿爾法磁譜儀是用來探測宇宙中反物質和暗物質的,這是人類第一次將大型永磁鐵送入宇宙空間,對宇宙中的帶電粒子進行直接觀測,它極有可能給人類開拓一個全新的科學領域而帶來一次新的科學突破。 壓磁材料具有強的磁致伸縮效能,所謂磁致伸縮是指鐵磁性物體的形狀和體積在磁場變化時也會發生變化,特別是改變物體在磁場方向上的長度。當交變磁場作用在鐵磁性物體上時,它隨著磁場的增強,可以伸長,或者縮短,如鈷鋼是伸長,而鎳則縮短,不過長度的變化是十分微小的,約為其原長的1/100000,磁致伸縮在技術上有重要的應用,如作為機電換能器用於鑽孔、清洗,也可作為聲電換能器用於探測海洋深度、魚群等。

    2、非金屬磁性材料——鐵氧體

    鐵氧體,又叫鐵淦氧,是一族化合物的總稱,它由三氧化二鐵(Fe2O3)和其他二價的金屬氧化物(如NiO,ZnO,MnO等)的粉末混合燒結而成,由於它的製造工藝過程類似陶瓷,所以常叫做磁性瓷。 鐵氧體的特點是不僅具有高磁導率,而且有很高的電阻率,它的電阻率約在104~1011Ω·m之間,有的則高達1014Ω·m,比金屬磁性材料的電阻率(約為10-7Ω·m)要大多,所以鐵氧體的渦流損失小,常用於高頻技術中。圖(c)是矩磁鐵氧體的磁滯回線,從圖中可以看出磁滯回線近似矩形,在電子計算機中就是利用矩磁鐵氧體的矩形回線特點作為記憶元件的,利用正向和反向兩個穩定狀態可代表“0”與“1”,故可作為二進位制記憶元件。此外,電子技術中也廣泛利用鐵氧體作為天線和電感中的磁心。

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