磁鐵是什么

　　磁鐵是指可以產(chǎn)生磁場的物體或材質(zhì)，傳統(tǒng)上可分作“***性磁鐵”與“非***性磁鐵”。

　　***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（***強(qiáng)的磁鐵是釹磁鐵）。而非***性磁鐵，則會失去磁性。

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基本常識

　　古希臘人和中國人發(fā)現(xiàn)自然界中有種天然磁化的石頭，稱其為“吸鐵石”。這種石頭可以魔術(shù)般的吸起小塊的鐵片，而且在隨意擺動后總是指向同一方向。早期的航海者把這種磁鐵作為其***早的指南針在海上來辨別方向。

　　經(jīng)過千百年的發(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(***Co)]。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。

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磁化（取向）方向

　　大多數(shù)磁性材料可以沿同一方向充磁至飽和，這一方向叫做“磁化方向”（取向方向）。沒有取向方向的磁鐵（也叫做各向同性磁鐵）比取向磁鐵（也叫各向異性磁鐵）的磁性要弱很多。

　　什么是標(biāo)準(zhǔn)的“南北極”工業(yè)定義？

　　“北極”的定義是磁鐵在隨意旋轉(zhuǎn)后它的北極指向地球的北極。同樣，磁鐵的南極也指向地球的南極。

　　在沒有標(biāo)注的情況下如何辨別磁鐵的北極？

　　很顯然只憑眼睛是無法分辨的?？梢允褂弥改厢樫N近磁鐵，指向地球北極的指針會指向磁鐵的南極。

　　如何安全的處理和存放磁鐵？

　　要始終十分小心，因?yàn)榇盆F會自己吸附到一起，可能會夾傷手指。磁鐵相互吸附時也有可能會因碰撞而損壞磁鐵本身（碰掉邊角或撞出裂紋）。

　　將磁鐵遠(yuǎn)離易被磁化的物品，如軟盤，***卡，電腦顯示器，手表，手機(jī)，***器械等。

　　磁鐵應(yīng)遠(yuǎn)離心臟起搏器。

　　較大尺寸的磁鐵，每片之間應(yīng)加塑料或硬紙墊片以保證可以輕易地將磁鐵分開。

　　磁鐵應(yīng)盡量存放在干燥，恒溫的環(huán)境中。

　　如何做到隔磁？

　　只有能吸附到磁鐵上的材料才能起到隔斷磁場的作用，而且材料越厚，隔磁的效果越好。

　　什么是***強(qiáng)的磁鐵？

　　目前***高性能的磁鐵是稀土類磁鐵，而在稀土磁鐵中釹鐵硼是***強(qiáng)力的磁鐵。但在200攝氏度以上的環(huán)境中，釤鈷是***強(qiáng)力的磁鐵。

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磁鐵的種類

　　磁鐵，應(yīng)該叫磁鋼，英文 Magnet，磁鋼現(xiàn)在主要分兩大類，一類是軟磁，一類是硬磁；

　　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，***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。

　　怎樣來定義磁鐵的性能？

　　主要有如下3個性能參數(shù)來確定磁鐵的性能：

　　剩磁Br :永磁體經(jīng)磁化至技術(shù)飽和，并去掉外磁場后，所保留的Br稱為剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度。

　　矯頑力Hc:使磁化至技術(shù)飽和的永磁體的B降低到零，所需要加的反向磁場強(qiáng)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(xiàng)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***置的磁感應(yīng)強(qiáng)度

　　如何選擇磁鐵？

　　在決定選擇哪一種磁鐵之前應(yīng)明確需要磁鐵發(fā)揮何種作用？

　　主要的作用：移動物體，固定物體或抬升物體。

　　所需磁鐵的形狀：圓片形，圓環(huán)形，方塊形，瓦片形或特殊形狀。

　　所需磁鐵的尺寸：長，寬，高，直徑及公差等等。

　　所需磁鐵的吸力，期望價格及數(shù)量等等。

　　指南針就是根據(jù)磁鐵的性質(zhì)發(fā)明的

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磁鐵的作用

　　1 指南北

　　2 吸引輕小物體

　　3 電磁鐵可以做電磁繼電器

　　4.電動機(jī)

　　5 發(fā)電機(jī)

　　磁現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)

　　先秦時代我們的先人已經(jīng)積累了許多這方面的認(rèn)識，在探尋鐵礦時常會遇到磁鐵礦，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。”

　　其他古籍如《山海經(jīng)》中也有類似的記載。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。”那時的人稱“磁”為“慈”他們把磁石吸引鐵看作慈母對子女的吸引。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做“慈石”，是慈愛石頭的意思。

　　既然磁石能吸引鐵，那么是否還可以吸引其他金屬呢？我們的先民做了許多嘗試，發(fā)現(xiàn)磁石不僅不能吸引金、銀、銅等金屬，也不能吸引磚瓦之類的物品。西漢的時候人們已經(jīng)認(rèn)識到磁石只能吸引鐵，而不能吸引其他物品。當(dāng)把兩塊磁鐵放在一起相互靠近時，有時候互相吸引，有時候相互排斥?，F(xiàn)在人們都知道磁體有兩個極，一個稱N 極，一個稱S 極。同性極相互排斥，異性極相互吸引。那時的人們并不知道這個道理，但對這個現(xiàn)象還是能夠察覺到的。

　　到了西漢，有一個名叫欒大的方士，他利用磁石的這個性質(zhì)做了兩個棋子般的東西，通過調(diào)整兩個棋子極性的相互位置，有時兩個棋子相互吸引，有時相互排斥。欒大稱其為“斗棋”。他把這個新奇的玩意獻(xiàn)給漢武帝，并當(dāng)場演示。漢武帝驚奇不已，龍心大悅，竟封欒大為“五利將軍”。欒大利用磁石的性質(zhì)，制作了新奇的玩意蒙騙了漢武帝。

　　地球也是一個大磁體，它的兩個極分別在接近地理南極和地理北極的地方。因此地球表面的磁體，可以自由轉(zhuǎn)

　　動時，就會因磁體同性相斥，異性相吸的性質(zhì)指示南北。這個道理古人不夠明白，但這類現(xiàn)象他們很清楚。

　　磁現(xiàn)象的應(yīng)用

　　「在傳統(tǒng)工業(yè)中的應(yīng)用」：

　　在講述磁性材料的磁性來源、電磁感應(yīng)、磁性器件時，我們已經(jīng)提到了有些磁性材料的實(shí)際應(yīng)用。實(shí)際上，磁性材料已經(jīng)在傳統(tǒng)工業(yè)的各個方面得到了廣泛應(yīng)用。

　　例如，如果沒有磁性材料，電氣化就成為不可能，因?yàn)榘l(fā)電要用到發(fā)電機(jī)、輸電要用到變壓器、電力機(jī)械要用到電動機(jī)、電話機(jī)、收音機(jī)和電視機(jī)中要用到揚(yáng)聲器。眾多儀器儀表都要用到磁鋼線圈結(jié)構(gòu)。這些都已經(jīng)在講述其它內(nèi)容時說到了。

　　「生物界和***界的磁應(yīng)用」：

　　信鴿愛好者都知道，如果把鴿子放飛到數(shù)百公里以外，它們還會自動歸巢。鴿子為什么有這么好的認(rèn)家本領(lǐng)呢？原來，鴿子對地球的磁場很敏感，它們可以利用地球磁場的變化找到自己的家。如果在鴿子的頭部綁上一塊磁鐵，鴿子就會迷航。如果鴿子飛過無線電發(fā)射塔，強(qiáng)大的電磁波干擾也會使它們迷失方向。

　　在***上，利用***可以診斷***異常***，判斷***，這就是我們比較熟悉的***成像技術(shù)，其基本原理如下：原子核帶有正電，并進(jìn)行自旋運(yùn)動。通常情況下，原子核自旋軸的排列是無規(guī)律的，但將其置于外加磁場中時，核自旋空間取向從無序向有序過渡。自旋系統(tǒng)的磁化矢量由零逐漸增長，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時，磁化強(qiáng)度達(dá)到穩(wěn)定值。如果此時核自旋系統(tǒng)受到外界作用，如一定頻率的射頻激發(fā)原子核即可引起共振效應(yīng)。在射頻脈沖停止后，自旋系統(tǒng)已激化的原子核，不能維持這種狀態(tài)，將回復(fù)到磁場中原來的排列狀態(tài)，同時釋放出微弱的能量，成為射電信號，把這許多信號檢出，并使之時進(jìn)行空間分辨，就得到運(yùn)動中原子核分布圖像。***的特點(diǎn)是流動液體不產(chǎn)生信號稱為流動效應(yīng)或流動空白效應(yīng)。因此血管是灰白色管狀結(jié)構(gòu)，而血液為無信號的黑色。這樣使血管很容易軟***分開。正常脊髓周圍有腦脊液包圍，腦脊液為黑色的，并有白色的硬膜為脂肪所襯托，使脊髓顯示為白色的強(qiáng)信號結(jié)構(gòu)。***已應(yīng)用于全身各系統(tǒng)的成像診斷。效果***佳的是顱腦，及其脊髓、心臟大血管、關(guān)節(jié)骨骼、軟***及***等。對******不但可以觀察各腔室、大血管及瓣膜的解剖變化，而且可作心室分析，進(jìn)行定性及半定量的診斷，可作多個切面圖，空間分辨率高，顯示心臟及病變?nèi)?，及其與周圍結(jié)構(gòu)的關(guān)系，優(yōu)于其他***成像、二維超聲、核素及CT檢查。

　　磁不僅可以診斷，而且能夠幫助******。磁石是古老***的一味***。現(xiàn)在，人們利用血液中不同成分的磁性差別來分離紅細(xì)胞和白細(xì)胞。另外，磁場與***經(jīng)絡(luò)的相互作用可以實(shí)現(xiàn)磁療，在***多種***方面有獨(dú)到的作用，已經(jīng)有磁療枕、磁療腰帶等應(yīng)用。用磁鐵作成的除鐵器可以去除面粉等中可能存在的鐵末，磁化水可以防止鍋爐結(jié)垢，磁化種子可以在一定程度上使農(nóng)作物增產(chǎn)。

　　「天文、地質(zhì)、考古和***等領(lǐng)域的磁應(yīng)用」：

　　我們已經(jīng)知道，地球是一塊巨大的磁鐵，那么，它的磁性來自何處？它是自古就有的嗎？它和地質(zhì)狀況有什么聯(lián)系？宇宙中的磁場又是如何的？

　　至少在圖片上我們都見過燦爛的北極光。我國自古代就有了北極光的記載。北極光實(shí)際上是太陽風(fēng)中的粒子和地磁場相互作用的結(jié)果。太陽風(fēng)是由太陽發(fā)出的高能帶電粒子流。當(dāng)它們到達(dá)地球時，與地磁場發(fā)生相互作用，就好象帶電流的導(dǎo)線在磁場中受力一樣，使得這些粒子向南北極運(yùn)動和聚集，并且和地球高空的稀薄氣體相碰撞，結(jié)果使氣體分子受激發(fā)，從而發(fā)光。

　　太陽黑子是太陽上磁場活動非常劇烈的區(qū)域。太陽黑子的爆發(fā)對我們的生活會產(chǎn)生影響，例如使得無線電通信暫時中斷等。因此，研究太陽黑子對我們有重要意義。

　　地磁的變化可以用來勘探礦床。由于所有物質(zhì)均具有或強(qiáng)或弱的磁性，如果它們聚集在一起，形成礦床，那么必然對附近區(qū)域的地磁場產(chǎn)生干擾，使得地磁場出現(xiàn)異常情況。根據(jù)這一點(diǎn)，可以在陸地、海洋或者空中測量大地的磁性，獲得地磁圖，對地磁圖上磁場異常的區(qū)域進(jìn)行分析和進(jìn)一步勘探，往往可以發(fā)現(xiàn)未知的礦藏或者特殊的地質(zhì)構(gòu)造。

　　不同地質(zhì)年代的巖石往往具有不同的磁性。因此，可以根據(jù)巖石的磁性輔助判斷地質(zhì)年代的變化以及地殼變動。

　　很多礦藏資源都是共生的，也就是說好幾種礦物質(zhì)混合的一起，它們具有不同的磁性。利用這個特點(diǎn)，人們開發(fā)了磁選機(jī)，利用不同成分礦物質(zhì)的不同磁性以及磁性強(qiáng)弱的差別，用磁鐵吸引這些物質(zhì)，那么它們所受到的吸引力就有所區(qū)別，結(jié)果可以將混在一起的不同磁性的礦物質(zhì)分開，實(shí)現(xiàn)了磁性選礦。

　　「軍事領(lǐng)域的磁應(yīng)用」：

　　磁性材料在軍事領(lǐng)域同樣得到了廣泛應(yīng)用。例如，普通的***或者***只能在接觸目標(biāo)時***，因此作用有限。而如果在***或***上安裝磁性傳感器，由于坦克或者軍艦都是鋼鐵制造的，在它們接近（無須接觸目標(biāo)）時，傳感器就可以探測到磁場的變化使***或******，提高了殺傷力。

　　在現(xiàn)代***中，制空權(quán)是奪得戰(zhàn)役勝利的關(guān)鍵之一。但飛機(jī)在飛行過程中很容易被敵方的雷達(dá)偵測到，從而具有較大的***性。為了躲避敵方雷達(dá)的監(jiān)測，可以在飛機(jī)表面涂一層特殊的磁性材料－吸波材料，它可以吸收雷達(dá)發(fā)射的電磁波，使得雷達(dá)電磁波很少發(fā)生反射，因此敵方雷達(dá)無法探測到雷達(dá)回波，不能發(fā)現(xiàn)飛機(jī)，這就使飛機(jī)達(dá)到了隱身的目的。這就是大名鼎鼎的“隱形飛機(jī)”。隱身技術(shù)是目前世界軍事科研領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。美國的F117隱形戰(zhàn)斗機(jī)便是一個成功運(yùn)用隱身技術(shù)的例子。

　　在美國的“星球***”計(jì)劃中，有一種新型***“電磁***”的開發(fā)研究。傳統(tǒng)的火炮都是利用******時的瞬間膨脹產(chǎn)生的推力將***迅速加速，推出炮膛。而電磁炮則是把***放在螺線管中，給螺線管通電，那么螺線管產(chǎn)生的磁場對***將產(chǎn)生巨大的推動力，將***射出。這就是所謂的電磁炮。類似的還有電磁***等。