强力磁铁:磁铁种类-中文百科频道

简介

强力磁铁是指钕铁硼磁铁，是目前磁力最强的永久性磁铁，不仅成本较低，还能产生比普通磁铁磁感应强度大很多的磁场。

我们知道，磁铁的主要成分是四氧化三铁，钕铁硼强力磁铁自然也不例外。但是由于四氧化三铁本身的性质，导致了他对铁质物体的吸力不会太强，而且它的磁性还会随着时间流逝慢慢减弱。这样的话，如何才能制作一块吸力更强且不宜衰退的磁铁呢?这样的前提下，钕铁硼强力磁铁应运而生。

这种表面经过防腐蚀处理而亮闪闪的磁铁就是钕铁硼强力磁铁了，它的化学式是Nd2Fe14B。最常用的钕铁硼强力磁铁由钕，铁、硼三种元素高温烧结而成，是迄今为止磁性最强的人造磁铁。如果说传统四氧化三铁的核心元素是铁的话，那么钕铁硼强力磁铁之所以有这么强的磁性，就是钕元素的作用了。

钕是稀土元素中镧系家族的第四个元素，和铁、钴、镍以及前面提到的钆一样，它本身也可以被磁铁吸引。此外，钕是镧系元素中较为活泼的，因此它和铁一样容易被氧化，这就是钕铁硼强力磁铁表面有镀层的原因。如果说钕是用于提升磁性的话，那么硼的作用也不容小视。这个黑黑的东西就是硼。

在元素周期表中，硼位于碳的左边，因此近期也出现了类似于以碳为中心有机化学的硼化学。在钕铁硼强力磁铁中，硼相当于钕和铁的调解员。硼在保证其分子结构稳定的情况下极大地扩充了物质可以产生的最大磁性，使得整个磁体的磁性能极高，甚至让他能吸起相当于自身重量640倍的物体。

磁化方向

大多数磁性材料可以沿同一方向充磁至饱和，这一方向叫做“磁化方向”（取向方向）。没有取向方向的磁铁（也叫做各向同性磁铁）比取向磁铁（也叫各向异性磁铁）的磁性要弱很多。

什么是标准的“南北极”工业定义？

“北极”的定义是磁铁在随意旋转后它的北极指向地球的北极。同样，磁铁的南极也指向地球的南极。

在没有标注的情况下如何辨别磁铁的北极？

很显然只凭眼睛是无法分辨的。可以使用指南针贴近磁铁，指向地球北极的指针会指向磁铁的南极。

如何安全的处理和存放磁铁？

要始终十分小心，因为磁铁会自己吸附到一起，可能会夹伤手指。磁铁相互吸附时也有可能会因碰撞而损坏磁铁本身（碰掉边角或撞出裂纹）。

将磁铁远离易被磁化的物品，如软盘，信用卡，电脑显示器，手表，手机，医疗器械等。

磁铁应远离心脏起搏器。

较大尺寸的磁铁，每片之间应加塑料或硬纸垫片以保证可以轻易地将磁铁分开。

磁铁应尽量存放在干燥，恒温的环境中。

如何做到隔磁？

只有能吸附到磁铁上的材料才能起到隔断磁场的作用，而且材料越厚，隔磁的效果越好。

什么是最强的磁铁？

目前最高性能的磁铁是稀土类磁铁，而在稀土磁铁中钕铁硼是最强力的磁铁。但在200℃以上的环境中，钐钴是最强力的磁铁。

消磁方法

大家都知道强力磁铁的磁性很强，特别是大块的强力磁铁，使用时很容易伤到人。那么强力磁铁怎么样才能消掉磁性呢？

方法很简单，强力磁铁耐温都在80度以下，我们只要把强力磁铁放在火上烤个几分钟，冷却后你在将它放到铁块的旁边，发现他已经失去磁性、再也吸不起来。原因就是强力磁铁之所以具有磁性，是因为强力磁铁中铁原子有规则地排列。在它受热后，铁原子原有的排列乱了，因而也就失去了原有的磁性。同样我们还可以用其他的办法办法将强力磁铁消磁。

存放注意

强力磁铁的存放注意事项：

1、强力磁铁不要接近电子器材，接近的话会影响电子设备及控制回路而影响使用。

2、磁铁不要存放在潮湿的环境中，以免其氧化,导致外观、物理特性及磁性能发生变化。

3、对金属物体有敏感反应的人若接近磁体，会照成皮肤粗糙、泛红。若出现上述反应，请不要接触强力磁铁。

4、不要将磁铁接近软盘、硬盘驱动器、信用卡、磁带、借记卡、电视显像管等。若将磁铁接近磁性记录器等器件，会影响甚至破坏记录数据。

磁铁作用

磁铁主要的运用在能源、IT行业、医疗行业、机械行业、电子行业等相关的行业，尤其是随着现代一信息技术为发展的为代表的经济社会，给强力磁铁行业带来更加广阔的市场发展前景，强力磁铁主要用途有一下几类：

电子电器：永磁机构真空断路器、磁保持继电器、电度表等。

电机领域：发电机、电动机、伺服电机、微形电机、马达等。

机械设备：磁分离、磁选机、磁吊、磁力机械等。

医疗保健：核磁共振仪、医疗器械等。

电声领域：扬声器、受话器、传声器、报警器、舞台音响等。

其它行业：磁性锁具、门窗磁、箱包磁、皮具磁、玩具磁、工具

性能曲线

处于强力磁铁技术饱和磁化后的磁体在被反向充磁时，使磁感应强度降为零所需反向磁场强度的值称之为磁感矫顽力（Hcb）。但此时磁体的磁化强度并不为零，只是所加的反向磁场与磁体的磁化强度作用相互抵消。（对外磁感应强度表现为零）此时若撤消外磁场，磁体仍具有一定的磁性能。钕铁硼的矫顽力一般是11000Oe以上。

将一个磁体在闭路环境下被外磁场充磁到技术饱和后撤消外磁场，此时磁体表现的磁感应强度我们称之为剩磁。它表示磁体所能提供的最大的磁通值。从退磁曲线上可见，它对应于气隙为零时的情况，故在实际磁路中磁体的磁感应强度都小于剩磁。钕铁硼是现今发现的Br最高的实用永磁材料。

强力磁铁使磁体的磁化强度降为零所需施加的反向磁场强度，我们称之为内禀矫顽力。内禀矫顽力是衡量磁体抗退磁能力的一个物理量，如果外加的磁场等于磁体的内禀矫顽力，磁体的磁性将会基本消除。钕铁硼的Hcj会随着温度的升高而降低所以需要工作在高温环境下时应该选择高Hcj的牌号。

磁的发现

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》的数篇中最早记载了这些发现：“山上有磁石者，其下有金铜。”

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”。栾大利用磁石的性质，制作了新奇的玩意蒙骗了汉武帝。

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。

磁现象的应用

「在传统工业中的应用」：

在讲述磁性材料的磁性来源、电磁感应、磁性器件时，我们已经提到了有些磁性材料的实际应用。实际上，磁性材料已经在传统工业的各个方面得到了广泛应用。

例如，如果没有磁性材料，电气化就成为不可能，因为发电要用到发电机、输电要用到变压器、电力机械要用到电动机、电话机、收音机和电视机中要用到扬声器。众多仪器仪表都要用到磁钢线圈结构。这些都已经在讲述其它内容时说到了。

「生物界和医学界的磁应用」：

信鸽爱好者都知道，如果把鸽子放飞到数百公里以外，它们还会自动归巢。鸽子为什么有这么好的认家本领呢？原来，鸽子对地球的磁场很敏感，它们可以利用地球磁场的变化找到自己的家。如果在鸽子的头部绑上一块磁铁，鸽子就会迷航。如果鸽子飞过无线电发射塔，强大的电磁波干扰也会使它们迷失方向。

在医学上，利用核磁共振可以诊断人体异常组织，判断疾病，这就是我们比较熟悉的核磁共振成像技术，其基本原理如下：原子核带有正电，并进行自旋运动。通常情况下，原子核自旋轴的排列是无规律的，但将其置于外加磁场中时，核自旋空间取向从无序向有序过渡。自旋系统的磁化矢量由零逐渐增长，当系统达到平衡时，磁化强度达到稳定值。如果此时核自旋系统受到外界作用，如一定频率的射频激发原子核即可引起共振效应。在射频脉冲停止后，自旋系统已激化的原子核，不能维持这种状态，将回复到磁场中原来的排列状态，同时释放出微弱的能量，成为射电信号，把这许多信号检出，并使之时进行空间分辨，就得到运动中原子核分布图像。核磁共振的特点是流动液体不产生信号称为流动效应或流动空白效应。因此血管是灰白色管状结构，而血液为无信号的黑色。这样使血管很容易软组织分开。正常脊髓周围有脑脊液包围，脑脊液为黑色的，并有白色的硬膜为脂肪所衬托，使脊髓显示为白色的强信号结构。核磁共振已应用于全身各系统的成像诊断。效果最佳的是颅脑，及其脊髓、心脏大血管、关节骨骼、软组织及盆腔等。对心血管疾病不但可以观察各腔室、大血管及瓣膜的解剖变化，而且可作心室分析，进行定性及半定量的诊断，可作多个切面图，空间分辨率高，显示心脏及病变全貌，及其与周围结构的关系，优于其他X线成像、二维超声、核素及CT检查。

磁不仅可以诊断，而且能够帮助治疗疾病。磁石是古老中医的一味药材。现在，人们利用血液中不同成分的磁性差别来分离红细胞和白细胞。另外，磁场与人体经络的相互作用可以实现磁疗，在治疗多种疾病方面有独到的作用，已经有磁疗枕、磁疗腰带等应用。用磁铁作成的除铁器可以去除面粉等中可能存在的铁末，磁化水可以防止锅炉结垢，磁化种子可以在一定程度上使农作物增产。

「天文、地质、考古和采矿等领域的磁应用」：

我们已经知道，地球是一块巨大的磁铁，那么，它的磁性来自何处？它是自古就有的吗？它和地质状况有什么联系？宇宙中的磁场又是如何的？

至少在图片上我们都见过灿烂的北极光。我国自古代就有了北极光的记载。北极光实际上是太阳风中的粒子和地磁场相互作用的结果。太阳风是由太阳发出的高能带电粒子流。当它们到达地球时，与地磁场发生相互作用，就好象带电流的导线在磁场中受力一样，使得这些粒子向南北极运动和聚集，并且和地球高空的稀薄气体相碰撞，结果使气体分子受激发，从而发光。

太阳黑子是太阳上磁场活动非常剧烈的区域。太阳黑子的爆发对我们的生活会产生影响，例如使得无线电通信暂时中断等。因此，研究太阳黑子对我们有重要意义。

地磁的变化可以用来勘探矿床。由于所有物质均具有或强或弱的磁性，如果它们聚集在一起，形成矿床，那么必然对附近区域的地磁场产生干扰，使得地磁场出现异常情况。根据这一点，可以在陆地、海洋或者空中测量大地的磁性，获得地磁图，对地磁图上磁场异常的区域进行分析和进一步勘探，往往可以发现未知的矿藏或者特殊的地质构造。

不同地质年代的岩石往往具有不同的磁性。因此，可以根据岩石的磁性辅助判断地质年代的变化以及地壳变动。

很多矿藏资源都是共生的，也就是说好几种矿物质混合的一起，它们具有不同的磁性。利用这个特点，人们开发了磁选机，利用不同成分矿物质的不同磁性以及磁性强弱的差别，用磁铁吸引这些物质，那么它们所受到的吸引力就有所区别，结果可以将混在一起的不同磁性的矿物质分开，实现了磁性选矿。

「军事领域的磁应用」：

磁性材料在军事领域同样得到了广泛应用。例如，普通的水雷或者地雷只能在接触目标时爆炸，因此作用有限。而如果在水雷或地雷上安装磁性传感器，由于坦克或者军舰都是钢铁制造的，在它们接近（无须接触目标）时，传感器就可以探测到磁场的变化使水雷或地雷爆炸，提高了杀伤力。

在现代战争中，制空权是夺得战役胜利的关键之一。但飞机在飞行过程中很容易被敌方的雷达侦测到，从而具有较大的危险性。为了躲避敌方雷达的监测，可以在飞机表面涂一层特殊的磁性材料－吸波材料，它可以吸收雷达发射的电磁波，使得雷达电磁波很少发生反射，因此敌方雷达无法探测到雷达回波，不能发现飞机，这就使飞机达到了隐身的目的。这就是大名鼎鼎的“隐形飞机”。隐身技术是目前世界军事科研领域的一大热点。美国的F117隐形战斗机便是一个成功运用隐身技术的例子。

在美国的“星球大战”计划中，有一种新型武器“电磁武器”的开发研究。传统的火炮都是利用弹药爆炸时的瞬间膨胀产生的推力将炮弹迅速加速，推出炮膛。而电磁炮则是把炮弹放在螺线管中，给螺线管通电，那么螺线管产生的磁场对炮弹将产生巨大的推动力，将炮弹射出。这就是所谓的电磁炮。类似的还有电磁导弹等。