強力磁鐵:磁鐵種類-中文百科頻道

簡介

強力磁鐵是指钕鐵硼磁鐵，是目前磁力最強的永久性磁鐵，不僅成本較低，還能産生比普通磁鐵磁感應強度大很多的磁場。

我們知道，磁鐵的主要成分是四氧化三鐵，钕鐵硼強力磁鐵自然也不例外。但是由于四氧化三鐵本身的性質，導緻了他對鐵質物體的吸力不會太強，而且它的磁性還會随着時間流逝慢慢減弱。這樣的話，如何才能制作一塊吸力更強且不宜衰退的磁鐵呢?這樣的前提下，钕鐵硼強力磁鐵應運而生。

這種表面經過防腐蝕處理而亮閃閃的磁鐵就是钕鐵硼強力磁鐵了，它的化學式是Nd2Fe14B。最常用的钕鐵硼強力磁鐵由钕，鐵、硼三種元素高溫燒結而成，是迄今為止磁性最強的人造磁鐵。如果說傳統四氧化三鐵的核心元素是鐵的話，那麼钕鐵硼強力磁鐵之所以有這麼強的磁性，就是钕元素的作用了。

钕是稀土元素中镧系家族的第四個元素，和鐵、钴、鎳以及前面提到的钆一樣，它本身也可以被磁鐵吸引。此外，钕是镧系元素中較為活潑的，因此它和鐵一樣容易被氧化，這就是钕鐵硼強力磁鐵表面有鍍層的原因。如果說钕是用于提升磁性的話，那麼硼的作用也不容小視。這個黑黑的東西就是硼。

在元素周期表中，硼位于碳的左邊，因此近期也出現了類似于以碳為中心有機化學的硼化學。在钕鐵硼強力磁鐵中，硼相當于钕和鐵的調解員。硼在保證其分子結構穩定的情況下極大地擴充了物質可以産生的最大磁性，使得整個磁體的磁性能極高，甚至讓他能吸起相當于自身重量640倍的物體。

磁化方向

大多數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。

什麼是标準的“南北極”工業定義？

“北極”的定義是磁鐵在随意旋轉後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。

在沒有标注的情況下如何辨别磁鐵的北極？

很顯然隻憑眼睛是無法分辨的。可以使用指南針貼近磁鐵，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，因為磁鐵會自己吸附到一起，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）。

将磁鐵遠離易被磁化的物品，如軟盤，信用卡，電腦顯示器，手表，手機，醫療器械等。

磁鐵應遠離心髒起搏器。

較大尺寸的磁鐵，每片之間應加塑料或硬紙墊片以保證可以輕易地将磁鐵分開。

磁鐵應盡量存放在幹燥，恒溫的環境中。

如何做到隔磁？

隻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。

什麼是最強的磁鐵？

目前最高性能的磁鐵是稀土類磁鐵，而在稀土磁鐵中钕鐵硼是最強力的磁鐵。但在200℃以上的環境中，钐钴是最強力的磁鐵。

消磁方法

大家都知道強力磁鐵的磁性很強，特别是大塊的強力磁鐵，使用時很容易傷到人。那麼強力磁鐵怎麼樣才能消掉磁性呢？

方法很簡單，強力磁鐵耐溫都在80度以下，我們隻要把強力磁鐵放在火上烤個幾分鐘，冷卻後你在将它放到鐵塊的旁邊，發現他已經失去磁性、再也吸不起來。原因就是強力磁鐵之所以具有磁性，是因為強力磁鐵中鐵原子有規則地排列。在它受熱後，鐵原子原有的排列亂了，因而也就失去了原有的磁性。同樣我們還可以用其他的辦法辦法将強力磁鐵消磁。

存放注意

強力磁鐵的存放注意事項：

1、強力磁鐵不要接近電子器材，接近的話會影響電子設備及控制回路而影響使用。

2、磁鐵不要存放在潮濕的環境中，以免其氧化,導緻外觀、物理特性及磁性能發生變化。

3、對金屬物體有敏感反應的人若接近磁體，會照成皮膚粗糙、泛紅。若出現上述反應，請不要接觸強力磁鐵。

4、不要将磁鐵接近軟盤、硬盤驅動器、信用卡、磁帶、借記卡、電視顯像管等。若将磁鐵接近磁性記錄器等器件，會影響甚至破壞記錄數據。

磁鐵作用

磁鐵主要的運用在能源、IT行業、醫療行業、機械行業、電子行業等相關的行業，尤其是随着現代一信息技術為發展的為代表的經濟社會，給強力磁鐵行業帶來更加廣闊的市場發展前景，強力磁鐵主要用途有一下幾類：

電子電器：永磁機構真空斷路器、磁保持繼電器、電度表等。

電機領域：發電機、電動機、伺服電機、微形電機、馬達等。

機械設備：磁分離、磁選機、磁吊、磁力機械等。

醫療保健：核磁共振儀、醫療器械等。

電聲領域：揚聲器、受話器、傳聲器、報警器、舞台音響等。

其它行業：磁性鎖具、門窗磁、箱包磁、皮具磁、玩具磁、工具

性能曲線

處于強力磁鐵技術飽和磁化後的磁體在被反向充磁時，使磁感應強度降為零所需反向磁場強度的值稱之為磁感矯頑力（Hcb）。但此時磁體的磁化強度并不為零，隻是所加的反向磁場與磁體的磁化強度作用相互抵消。（對外磁感應強度表現為零）此時若撤消外磁場，磁體仍具有一定的磁性能。钕鐵硼的矯頑力一般是11000Oe以上。

将一個磁體在閉路環境下被外磁場充磁到技術飽和後撤消外磁場，此時磁體表現的磁感應強度我們稱之為剩磁。它表示磁體所能提供的最大的磁通值。從退磁曲線上可見，它對應于氣隙為零時的情況，故在實際磁路中磁體的磁感應強度都小于剩磁。钕鐵硼是現今發現的Br最高的實用永磁材料。

強力磁鐵使磁體的磁化強度降為零所需施加的反向磁場強度，我們稱之為内禀矯頑力。内禀矯頑力是衡量磁體抗退磁能力的一個物理量，如果外加的磁場等于磁體的内禀矯頑力，磁體的磁性将會基本消除。钕鐵硼的Hcj會随着溫度的升高而降低所以需要工作在高溫環境下時應該選擇高Hcj的牌号。

磁的發現

先秦時代我們的先人已經積累了許多這方面的認識，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）。這些發現很早就被記載下來了。《管子》的數篇中最早記載了這些發現：“山上有磁石者，其下有金銅。”

其他古籍如《山海經》中也有類似的記載。磁石的吸鐵特性很早就被人發現，《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，那麼是否還可以吸引其他金屬呢？我們的先民做了許多嘗試，發現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認識到磁石隻能吸引鐵，而不能吸引其他物品。當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。現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，但對這個現象還是能夠察覺到的。

到了西漢，有一個名叫栾大的方士，他利用磁石的這個性質做了兩個棋子般的東西，通過調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。栾大稱其為“鬥棋”。他把這個新奇的玩意獻給漢武帝，并當場演示。漢武帝驚奇不已，龍心大悅，竟封栾大為“五利将軍”。栾大利用磁石的性質，制作了新奇的玩意蒙騙了漢武帝。

地球也是一個大磁體，它的兩個極分别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

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

磁現象的應用

「在傳統工業中的應用」：

在講述磁性材料的磁性來源、電磁感應、磁性器件時，我們已經提到了有些磁性材料的實際應用。實際上，磁性材料已經在傳統工業的各個方面得到了廣泛應用。

例如，如果沒有磁性材料，電氣化就成為不可能，因為發電要用到發電機、輸電要用到變壓器、電力機械要用到電動機、電話機、收音機和電視機中要用到揚聲器。衆多儀器儀表都要用到磁鋼線圈結構。這些都已經在講述其它内容時說到了。

「生物界和醫學界的磁應用」：

信鴿愛好者都知道，如果把鴿子放飛到數百公裡以外，它們還會自動歸巢。鴿子為什麼有這麼好的認家本領呢？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射塔，強大的電磁波幹擾也會使它們迷失方向。

在醫學上，利用核磁共振可以診斷人體異常組織，判斷疾病，這就是我們比較熟悉的核磁共振成像技術，其基本原理如下：原子核帶有正電，并進行自旋運動。通常情況下，原子核自旋軸的排列是無規律的，但将其置于外加磁場中時，核自旋空間取向從無序向有序過渡。自旋系統的磁化矢量由零逐漸增長，當系統達到平衡時，磁化強度達到穩定值。如果此時核自旋系統受到外界作用，如一定頻率的射頻激發原子核即可引起共振效應。在射頻脈沖停止後，自旋系統已激化的原子核，不能維持這種狀态，将回複到磁場中原來的排列狀态，同時釋放出微弱的能量，成為射電信号，把這許多信号檢出，并使之時進行空間分辨，就得到運動中原子核分布圖像。核磁共振的特點是流動液體不産生信号稱為流動效應或流動空白效應。因此血管是灰白色管狀結構，而血液為無信号的黑色。這樣使血管很容易軟組織分開。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信号結構。核磁共振已應用于全身各系統的成像診斷。效果最佳的是顱腦，及其脊髓、心髒大血管、關節骨骼、軟組織及盆腔等。對心血管疾病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，顯示心髒及病變全貌，及其與周圍結構的關系，優于其他X線成像、二維超聲、核素及CT檢查。

磁不僅可以診斷，而且能夠幫助治療疾病。磁石是古老中醫的一味藥材。現在，人們利用血液中不同成分的磁性差别來分離紅細胞和白細胞。另外，磁場與人體經絡的相互作用可以實現磁療，在治療多種疾病方面有獨到的作用，已經有磁療枕、磁療腰帶等應用。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垢，磁化種子可以在一定程度上使農作物增産。

「天文、地質、考古和采礦等領域的磁應用」：

我們已經知道，地球是一塊巨大的磁鐵，那麼，它的磁性來自何處？它是自古就有的嗎？它和地質狀況有什麼聯系？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。北極光實際上是太陽風中的粒子和地磁場相互作用的結果。太陽風是由太陽發出的高能帶電粒子流。當它們到達地球時，與地磁場發生相互作用，就好象帶電流的導線在磁場中受力一樣，使得這些粒子向南北極運動和聚集，并且和地球高空的稀薄氣體相碰撞，結果使氣體分子受激發，從而發光。

太陽黑子是太陽上磁場活動非常劇烈的區域。太陽黑子的爆發對我們的生活會産生影響，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。由于所有物質均具有或強或弱的磁性，如果它們聚集在一起，形成礦床，那麼必然對附近區域的地磁場産生幹擾，使得地磁場出現異常情況。根據這一點，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域進行分析和進一步勘探，往往可以發現未知的礦藏或者特殊的地質構造。

不同地質年代的岩石往往具有不同的磁性。因此，可以根據岩石的磁性輔助判斷地質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混合的一起，它們具有不同的磁性。利用這個特點，人們開發了磁選機，利用不同成分礦物質的不同磁性以及磁性強弱的差别，用磁鐵吸引這些物質，那麼它們所受到的吸引力就有所區别，結果可以将混在一起的不同磁性的礦物質分開，實現了磁性選礦。

「軍事領域的磁應用」：

磁性材料在軍事領域同樣得到了廣泛應用。例如，普通的水雷或者地雷隻能在接觸目标時爆炸，因此作用有限。而如果在水雷或地雷上安裝磁性傳感器，由于坦克或者軍艦都是鋼鐵制造的，在它們接近（無須接觸目标）時，傳感器就可以探測到磁場的變化使水雷或地雷爆炸，提高了殺傷力。

在現代戰争中，制空權是奪得戰役勝利的關鍵之一。但飛機在飛行過程中很容易被敵方的雷達偵測到，從而具有較大的危險性。為了躲避敵方雷達的監測，可以在飛機表面塗一層特殊的磁性材料－吸波材料，它可以吸收雷達發射的電磁波，使得雷達電磁波很少發生反射，因此敵方雷達無法探測到雷達回波，不能發現飛機，這就使飛機達到了隐身的目的。這就是大名鼎鼎的“隐形飛機”。隐身技術是目前世界軍事科研領域的一大熱點。美國的F117隐形戰鬥機便是一個成功運用隐身技術的例子。

在美國的“星球大戰”計劃中，有一種新型武器“電磁武器”的開發研究。傳統的火炮都是利用彈藥爆炸時的瞬間膨脹産生的推力将炮彈迅速加速，推出炮膛。而電磁炮則是把炮彈放在螺線管中，給螺線管通電，那麼螺線管産生的磁場對炮彈将産生巨大的推動力，将炮彈射出。這就是所謂的電磁炮。類似的還有電磁導彈等。