山西大縉華磁性材料有限公司
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磁鐵是如何制造的? |
磁鐵,在我們小時(shí)候就記憶很深,它是個(gè)神奇的東西。下課了在教室里玩的磁鐵大戰(zhàn),兩個(gè)磁力戰(zhàn)士各拿一塊磁鐵,中線兩側(cè)同時(shí)放好,等裁判一聲令下雙方同時(shí)放手,越界的磁鐵算輸會(huì)被拿走,玩的是不亦樂乎。還能在動(dòng)畫片《貓和老鼠》上看到湯姆貓被杰瑞鼠利用磁鐵整得好慘。 長大后我們的生活也離不開它,坐的磁懸浮列車,醫(yī)院的核磁共振,用的音響喇叭,軍事上各國爭先研發(fā)的電磁炮……磁鐵有這么多神奇的功能,今天跟大家一起了解一下。 平常我們所了解的磁鐵就是一個(gè)具有相互排斥與相互吸引的物體。磁鐵是由鐵,鎳,鈷組成,其本身就有磁距,內(nèi)部結(jié)構(gòu)按照相同方向排列,一端北極(N極)一端南極(S極)。 那么自然界中還有很多物體為什么沒有磁性?鐵,鎳,鈷內(nèi)的磁性物質(zhì)有所不同,它內(nèi)部的電子可自發(fā)方向一致地排列,使磁性加強(qiáng)就構(gòu)成磁鐵了。 磁鐵吸鐵過程對(duì)鐵塊產(chǎn)生吸引力,磁鐵與鐵塊“粘”在一起,我們就說磁鐵有磁了,這也就是磁鐵能吸鐵而不能吸鋁,銅等物體,不同金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是不一樣的。磁感應(yīng)強(qiáng)度單位是特斯拉,簡稱特(T)。 ▼ 磁鐵分為永久磁鐵與非永久磁鐵,永久磁鐵就是能夠長期保持磁性而不易失磁的天然產(chǎn)物,如磁鐵礦。非永久磁鐵需要某些條件下才能出現(xiàn)磁性,如電磁鐵。 ▼ 磁鐵的發(fā)展歷程: 5000年前人類發(fā)現(xiàn)了天然磁鐵石。 2300年前中國人將天然磁鐵磨成勺狀,放在平滑的地面上,在地磁的作用下,勺柄指南,為世界上第一個(gè)指南儀。 1000年前中國人用鐵棒與磁棒摩擦磁化,制成了世界上第一個(gè)指南針。 1100年左右中國人利用磁鐵針和方位盤連在一起,做成磁鐵式指南儀,用于航海。 1820年丹麥物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)電流感生磁。 30年代日本發(fā)現(xiàn)了鎳,鋁,鈷混合元素的新磁鐵。 70年代日本科學(xué)家發(fā)明了釹磁鐵,這種新磁鐵被稱為“永磁之王”。 永磁鐵的制造過程 澆鑄 先做出需要磁鐵形狀的砂模,就可以鑄造磁鐵了,材料包括銅,鈷,硫磺,鎳,鐵,鋁以及鈦。金屬放入電磁火爐,加熱至1600℃以上,把所有金屬都融成液體。 ▼ 把溶液倒入砂模中,砂模便燃燒起來,因?yàn)橛不纳皟?nèi)氣體易燃。 用錘子撬開鑄磨,讓空氣進(jìn)入鑄磨內(nèi)冷卻材料,讓氣體燒盡。把金屬從砂塊中分出來,鑄造后的金屬還是普通的鐵塊,不具有什么磁力。 把金屬件綁在銅管上,放進(jìn)更大的管子中,把銅管放在中間位置,四周緊密堆滿矽砂,用混泥土封住兩端露出銅管兩端。 放入火爐內(nèi)加熱700℃后取出,用夾鉗固定住銅管兩端,通低壓高電荷電流,然后取出金屬件,這步已讓金屬件輕微磁化,正確建立了磁場方向。 通過充磁機(jī)器讓磁鐵生效, 機(jī)器會(huì)通過電流把磁性傳到金屬上讓其產(chǎn)生磁性。通交流電后首先對(duì)電容充有高壓電壓(儲(chǔ)能),然后通過一個(gè)電阻非常小的線圈放電。放電時(shí)電流峰值很高,可達(dá)數(shù)萬安培。電磁產(chǎn)生的強(qiáng)大的磁場可使金屬永久磁化。 還有人會(huì)有疑問磁鐵會(huì)有輻射嗎?其實(shí)地球就是一個(gè)大磁石,人類無時(shí)無刻不在受磁場的影響,人體都有不同程度的微磁場,較弱且穩(wěn)定的磁場對(duì)人體是有好處的。磁鐵只產(chǎn)生恒定磁場,不叫輻射,只能叫磁場。 釹磁鐵也叫釹鐵硼磁鐵是目前磁性最強(qiáng)的磁鐵,它能吸附自身體重640倍的重量,被稱為最強(qiáng)力磁鐵。其硬度高、性能穩(wěn)定廣泛用于電子產(chǎn)品上,如硬盤,手機(jī),耳機(jī)等。 注意一點(diǎn),釹磁鐵采用燒結(jié)成型,而普通磁鐵是澆鑄工藝,由于材料中含有釹和鐵所以表面容易生銹,需要做一些保護(hù)性電鍍處理,這也算是它的一個(gè)缺點(diǎn)吧。 ▼ 圖片 我們在使用磁鐵過程中會(huì)發(fā)現(xiàn)磁力越強(qiáng)就更易碎,這是由它的物理特性造成的。磁鐵在生產(chǎn)過程中采用粉末燒結(jié)而成的,燒結(jié)時(shí)間長,其內(nèi)部都是一塊死的,缺乏靈活性。 磁鐵在強(qiáng)大的磁場下相吸相斥也會(huì)給磁鐵本身很大的反作用力,當(dāng)碰到其它堅(jiān)硬物體就容易碎。磁鐵破碎后每塊小磁鐵仍然有S極N極,這是因?yàn)槿魏未朋w的磁極總是成對(duì)出現(xiàn),破碎并不能把它的北極同其南極分開,每塊磁鐵不管有多小都有自己的兩極。 ▼ 圖片 跟大家聊一下軍事上的高科技武器,電磁炮。它是在炮管內(nèi)安裝線圈,通電后在炮管內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)大電磁場力,使彈丸加速運(yùn)動(dòng)并發(fā)射出去。速度可達(dá)11千米/秒,這個(gè)速度可以使任何目標(biāo)瞬間灰飛煙滅,它的炮彈就是普通的金屬彈丸,造價(jià)非常便宜。 |
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