材料磁性范文

材料磁性范文（精选12篇）

材料磁性 第1篇

关于磁性液体研制的起源问题, 据介绍, 磁性液体源于1965年美国宇航局为了解决太空技术难题而率先开始研制, 自此开创了各国对这种新型材料的研制与开发, 并不断取得了新的进展。我国也于1989年开始从事磁性液体的理论与应用研究工作, 20年来, 磁性液体产品已在我国许多领域得到广泛应用。

目前, 磁流体的应用已扩展到机械、电子、能源、化工、冶金、船舶、航天、遥测、仪表、印刷、环保、卫生、医疗等诸多领域, 在密封、冷却、润滑、医学、发动机、压缩机、换能器、计量阀、造影剂、生物学、精密研磨、阻尼减振、矿物分离、油水分离、快速印刷、定向淬火、执行元件、磁畴观察等方方面面得到广泛应用。其中应用最广便是磁性液体密封、磁性液体的重力分选技术, 以及磁性液体加速度计等等。近年来, 磁性液体在生物医学上的应用日益受到人们关注, 被人们形象地称为“生物导弹”, 在外磁场作用下, 磁流体作为药物的载体可以在人体内靶向给药, 对治疗肿瘤效果显著, 另外也用于X-射线或NMR诊断中的不透光材料。德国已将该项技术用在临床上, 磁性液体与药物混合在一起, 直接作用于病灶部位, 治疗恶生肿瘤并取得了很好疗效, 因此磁性液体在医学上大有作为。

磁性材料的分类以及特点 第2篇

一、带绕铁芯

硅钢片是一种合金，在纯铁中加入少量的硅（一般在4.5%以下）形成的铁硅系合金称为硅钢该类铁芯具有最高的饱和磁感应强度值为12000高斯;由于它们具有较好的磁电性能，又易于大批生产，价格便宜，机械应力影响小等优点，在电力电子行业中获得极为广泛的应用，如电力变压器、配电变压器、电流互感器等铁芯。是软磁材料中产量和使用量最大的材料。也是电源变压器用磁性材料中用量最大的材料。特别是在低频、大功率下最为适用。常用的有冷轧硅钢薄板DG3、冷轧无取向电工钢带DW、冷轧取向电工钢带DQ，适用于各类电子系统、家用电器中的中、小功率低频变压器和扼流圈、电抗器、电感器铁芯，这类合金韧性好，可以冲片、切割等加工，铁芯有叠片式及卷绕式。但高频下损耗急剧增加，一般使用频率不超过400Hz。从应用角度看，对硅钢的选择要考虑两方面的因素：磁性和成本。对小型电机、电抗器和继电器，可选纯铁或低硅钢片；对于大型电机，可选高硅热轧硅钢片、单取向或无取向冷轧硅钢片；对变压器常选用单取向冷轧硅钢片。在工频下使用时，常用带材的厚度为0.2~0.35 毫米；在400Hz 下使用时，常选0.1 毫米厚度为宜。厚度越薄，价格越高。

2、坡莫合金

坡莫合金常指铁镍系合金，镍含量在30~90%范围内。是应用非常广泛的软磁合金。通过适当的工艺，可以有效地控制磁性能，比如超过十万的初始磁导率、超过一百万的最大磁导率、低到千分之二奥斯特的矫顽力、接近1 或接近零的矩形系数，具有面心立方晶体结构的坡莫合金具有很好的塑性，可以加工成1 微米的超薄带及各种使用形态。常用的合金有1J50、1J79、1J85等。1J50 的饱和磁感应强度比硅钢稍低一些，但磁导率比硅钢高几十倍，铁损也比硅钢低2~3倍。做成较高频率(400~8000Hz)的变压器，空载电流小，适合制作100 瓦以下小型较高频率变压器。1J79 具有好的综合性能，适用于高频低电压变压器，漏电保护开关铁芯、共模电感铁芯及电流互感器铁芯。1J85 的初始磁导率可达十万以上，适合于作弱信号的低频或高频输入输出变压器、共模电感及高精度电流

互感器等。其优点：磁导率很高，损耗很低，高频性能好，缺点是成本很高。

3、非晶及纳米晶软磁合金(Amorphous and Nanocrystalline alloys)硅钢和坡莫合金软磁材料都是晶态材料，原子在三维空间做规则排列，形成周期性的点阵结构，存在着晶粒、晶界、位错、间隙原子、磁晶各向异性等缺陷，对软磁性能不利。从磁性物理学上来说，原子不规则排列、不存在周期性和晶粒晶界的非晶态结构对获得优异软磁性能是十分理想的。非晶态金属与合金是70 年代问世的一个新型材料领域。它的制备技术完全不同于传统的方法，而是采用了冷却速度大约为每秒一百万度的超急冷凝固技术，从钢液到薄带成品一次成型，比一般冷轧金属薄带制造工艺减少了许多中间工序，这种新工艺被人们称之为对传统冶金工艺的一项革命。由于超急冷凝固，合金凝固时原子来不及有序排列结晶，得到的固态合金是长程无序结构，没有晶态合金的晶粒、晶界存在，称之为非晶合金，被称为是冶金材料学的一项革命。这种非晶合金具有许多独特的性能，如优异的磁性、耐蚀性、耐磨性、高的强度、硬度和韧性，高的电阻率和机电耦合性能等。由于它的性能优异、工艺简单，从80 年代开始成为国内外材料科学界的研究开发重点。目前美、日、德国已具有完善的生产规模，并且大量的非晶合金产品逐渐取代硅钢和坡莫合金及铁氧体涌向市场。我国自从70 年代开始了非晶态合金的研究及开发工作，经过“ 六五”、“ 七五”、“ 八五”期间的重大科技攻关项目的完成，共取得科研成果134 项，国家发明奖2 项，获专利16 项，已有近百个合金品种。钢铁研究总院现具有4 条非晶合金带材生产线、一条非晶合金元器件铁芯生产线。生产各种定型的铁基、铁镍基、钴基和纳米晶带材及铁芯，适用于逆变电源、开关电源、电源变压器、漏电保护器、电感器的铁芯元件，年产值近2000 万元。“ 九五”正在建立千吨级铁基非晶生产线，进入国际先进水平行列。常用的非晶合金的种类有：铁基、铁镍基、钴基非晶合金以及铁基纳米晶合金。

（1）.铁基非晶合金(Fe-based amorphous alloys)铁基非晶合金是由80%Fe 及20%Si,B 类金属元素所构成,它具有高饱和磁感应强度（1.54T），铁基非晶合金与硅钢的损耗比较

其磁导率、激磁电流和铁损等各方面都优于硅钢片的特点，特别是铁损低（为取向硅钢片的1/3－1/5），代替硅钢做配电变压器可节能60－70％。铁基非晶合金的带材厚度为0.03 毫米左右，广泛应用于配电变压器、大功率开关电源、脉冲变压器、磁放大器、中频变压器及逆变器铁芯, 适合于10kHz 以下频率使用

（2）.铁镍基钴基非晶合金(Fe-Ni based-amorphous alloy)铁镍基非晶合金是由40%Ni、40%Fe 及20%类金属元素所构成,它具有中等饱和 磁，感应强度 〔0.8T〕、较高的初始磁导率和很高的最大磁导率以及高的机械强度和优良的韧性。在中、低频率下具有低的铁损。空气中热处理不发生氧化，经磁场退火后可得到很好的矩形回线。价格比1J79 便宜30－50％。铁镍基非晶合金的应用范围与中镍坡莫合金相对应, 但铁损和高的机械强度远比晶态合金优越；代替1J79，广泛用于漏电开关、精密电流互感器铁芯、磁屏蔽等。铁镍基非晶合金是国内开发最早，也是目前国内非晶合金中应用量最大的非晶品种，年产量近200 吨左右.空气中热处理不发生氧化铁镍基非晶合金（1K503）获得国家发明专利和美国专利权。

(3).铁基纳米晶合金（Nanocrystalline alloy）

铁基纳米晶合金是由铁元素为主，加入少量的Nb、Cu、Si、B 元素所构成的合金经快速凝固工艺所形成的一种非晶态材料，这种非晶态材料经热处理后可获得直径为10－20 纳米的微晶,弥散分布在非晶态的基体上，被称为微晶、纳米晶材料或纳米晶材料.纳米晶材料具有优异的综合磁性能: 高饱和磁感(1.2Ｔ)、高初始磁导率(8 万)、低Hc(0.32A/M）, 高磁感下的高频损耗低（P0.5T／20kHz＝30 W/kg）,电阻率为80 微欧厘米，比坡莫合金(50-60 微欧厘米)高, 经纵向或横向磁场处理，可得到高Br(0.9)或低Br 值(1000Gs).是目前市场上综合性能最好的材料;适用频率范围：50Hz-100kHz，最佳频率范围：20kHz-50kHz.广泛应用于大功率开关电源、逆变电源、磁放大器、高频变压器、高频变换器、高频扼流圈铁芯、电流互感器铁芯、漏电保护开关、共模电感铁芯.二、粉芯类

1、磁粉芯

磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。由于铁磁性颗粒很小（高频下使用的为0.5～5 微米），又被非磁性电绝缘膜物质隔开，因此，一方面可以隔绝涡流，材料适用于较高频率；另一方面由于颗粒之间的间隙效应，导致材料具有低导磁率及恒导磁特性；又由于颗粒尺寸小，基本上不发生集肤现象，磁导率随频率的变化也就较为稳定。主要用于高频电感。磁粉芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、粉粒的大小和形状、它们的填充系数、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺等。

常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种。磁芯的有效磁导率μe 及电感的计算公式为：

μe = DL/4N2S × 10e9 其中： D 为磁芯平均直径（cm）L 为电感量（享）N 为绕线匝数

S 为磁芯有效截面积（cm2）。

1、铁粉芯

常用铁粉芯是由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成。在粉芯中价格最低。饱和磁感应强度值在1.4T 左右；磁导率范围从22～100;初始磁导率μi 随频率的变化稳定性好；直流电流叠加性能好；但高频下损耗高。

铁粉芯初始磁导率随直流磁场强度的变化，铁粉芯初始磁导率随频率的变化

2、坡莫合金粉芯

坡莫合金粉芯主要有钼坡莫合金粉芯(MPP)及高磁通量粉芯(High Flux)。MPP 是由81%Ni, 2%Mo, 及Fe 粉构成。主要特点是: 饱和磁感应强度值在7500Gs 左右； 磁导率范围大，从14～550;在粉末磁芯中具有最低的损耗；温度稳定性极佳，广泛用于太空设备、露天设备等；磁致伸缩系数接近零，在不同的频率下工作时无噪声产生。主要应用于300KHz 以下的高品质因素Q 滤波器、感应负载线圈、谐振电路、在对温度稳定性要求高的LC 电路上常用、输出电感、功率因素补偿电路等, 在AC 电路中常用, 粉芯中价格最贵。高磁通粉芯HF 是由50%Ni, 50%Fe 粉构成。主要特点是: 饱和磁感应强度值在15000Gs 左右； 磁导率范围从14～160;在粉末磁芯中具有最高的磁感应强度，最高的直流偏压能力；磁芯体积小。主要应用于线路滤波器、交流电感、输出电感、功率因素校正电路等, 在DC 电路中常用，高DC 偏压、高直流电和低交流电上用得多。价格低于MPP。

3、铁硅铝粉芯(Kool Mμ Cores)铁硅铝粉芯由9%Al, 5%Si, 85%Fe 粉构成。主要是替代铁粉芯，损耗比铁粉芯低80%，可在8KHz 以上频率下使用；饱和磁感在1.05T 左右；导磁率从26~125；磁致伸缩系数接近零，在不同的频率下工作时无噪声产生；比MPP 有更高的DC 偏压能力；具有最佳的性能价格比。主要应用于交流电感、输出电感、线路滤波器、功率因素校正电路等。有时也替代有气隙铁氧体作变压器铁芯使用。

4、软磁铁氧体(Ferrites)软磁铁氧体是以Fe2O3为主成分的亚铁磁性氧化物，采用粉末冶金方法生产。有Mn-Zn、Cu-Zn、Ni-Zn 等几类，其中Mn-Zn 铁氧体的产量和用量最大，Mn-Zn 铁氧体的电阻率低，为1～10 欧姆-米，多适于10K－500KHz频率，较低功率的应用。Cu-Zn、Ni-Zn 铁氧体的电阻率为102～104 欧姆-米，在100kHz～10 兆赫的无线电频段的损耗小，多用在无线电用天线线圈、无线电中频变压器。磁芯形状种类丰富，有E、I、U、EC、ETD 形、方形(RM、EP、PQ)、罐形(PC、RS、DS)及圆形等。在应用上很方便。由于软磁铁氧体不使用镍等稀缺材料也能得到高磁导率，粉末冶金方法又适宜于大批量生产，因此成本低，又因为是烧结物硬度大、对应力不敏感，在应用上很方便。而且磁导率随频率的变化特性稳定，在150kHz 以下基本保持不变。随着软磁铁氧体的出现，磁粉芯的生产大大减少了，很多原来使用磁粉芯的地方均被软磁铁氧体所代替。国内外铁氧体的生产厂家很多，常用的材质有TDK公司的PC40，TOKIN公司的BH2，Siemens公司的N67，Philips公司的3C90，在此仅以美国的Magnetics 公司生产的Mn-Zn 铁氧体为例介绍其应用状况。分为三类基本材料：电信用基本材料、宽带及EMI 材料、功率型材料。电信用铁氧体的磁导率从750~2300, 具有低损耗因子、高品质因素Q、稳定的磁导率随温度/时间关系, 是磁导率在工作中下降最慢的一种，约每十年下降3%～4%。广泛应用于高Q 滤波器、调谐滤波器、负载线圈、阻抗匹配变压器、接近传感器。宽带铁氧体也就是常说的高导磁率铁氧体，磁导率分别有5000、10000、15000。其特性为具有低损耗因子、高磁导率、高阻抗/频率特性。广泛应用于共模滤波器、饱和电感、电流互感器、漏电保护器、绝缘变压器、信号及脉冲变压器，在宽带变压器和EMI 上多用。功率铁氧体具有高的饱和磁感应强度，为4000~5000 Gs。另外具有低损耗/频率关系和低损耗/温度关系。也就是说，随频率增大、损耗上升不大；随温度提高、损耗变化不大。广泛应用于功率扼流圈、并列式滤波器、开关电源变压器、开关电源电感、功率因素校正电路、高频变压器，小功率的储能电感等。高磁导率的铁氧体也常用作EMI共模电感。

非磁性材料的电磁阻尼效应分类器 第3篇

我的设计初衷：

我一直认为，磁铁是不能吸引铜、铝等金属的。但是，在技术课堂上，老师的演示打破了我以前的认识，粉碎了我的思维惯性。老师演示了电磁阻尼实验，我看到了，也亲自感觉到了这种力的存在。磁铁与这些非磁性金属在发生相对运动时确实有一种阻力。非磁性导体在磁场环境中，闭合导体与磁场发生相对运动时，闭合导体与磁体发生切割磁力线的运动。此时，闭合导体会产生感生电流，电流又产生电磁场，两者之间会产生电磁阻力，阻碍相对运动。其阻力大小与磁体的磁感应强度、相对运动速度，导体的表面积、体积等物理量有关。知道原理后，老师要求我们拓展此原理在生活上的应用，解决实际问题，联想到人类关注的生存、文明、进步、科学等问题。我把思路关注到了社会的一个热点话题——环保与资源的二次利用，从而诱发我对发明此作品的设想，就是用它将混在一起的铜、铝等非磁性金属与非金属进行分离。此想法得到老师和专家们的一致认可，从而确定了此课题。

我的目的和基本思路：

一、设计目的：

1从应用的角度分析：在注重环保的时代，完全可以实现金属与非金属“废固”(固体废料)的自动分离问题。适用于废料的回收部门和垃圾焚烧发电的部门，能分离出铜、铝等金属。减少了资源的浪费。

2从知识的角度分析：以此为教学教具，告诉同学们，在习惯思维中的不可能，在某些条件下也是可能的。磁铁同样可以吸引(排斥)铜、铝等金属。

3从技术的角度分析告诉人们只要变换一下思维，我们同样可以用自己的知识改变我们自己的生活，为大家提供生活上的方便。

二、设计思路：

1现阶段的技术已经拥有了铁与固态非金属分离的技术，本作品主要为了解决非磁体金属与非金属固体的分离。考虑到实验效果，我只选择了常见的铜、铝金属导体与非金属非导体进行实验。

2将若干小长条磁铁分别以N极S极俩俩相连，组成一大长方体磁体块，固定在传送带下面。另外设计二个皮带轮，二者以传送带相连。皮带轮在调速电机的带动下高速旋转，又带动传送带运动。当非磁性金属导体(铜、铝)与非金属固废在转送带上高速运动时，非金属固废到达磁铁上方时不受磁场影响，继续向前运动，落入前方的箱里。而铜和铝到达磁铁上方时，因切割磁力线，使得非磁性金属与磁体之间产生一个侧向的阻尼力，从而将非磁性金属“推下”传送带，落八传送带侧面的箱内，实现了铜、铝等金属与非金属固料的分类。

我的研究过程

1将初步设想与辅导老师交流，得到老师的指导后进行本项目的创新。

2通过查阅，在没有与本思路相同作品的条件下，将设想转化为研究方案。

3通过查阅资料，学习并了解电磁阻尼效应原理。

4购置不同型号的磁铁。

5进行不同磁场、不同相对运动速度、不同材料、不同体积、不同表面积等情况下的阻尼力实验。

6构建模拟演示实验模型。

7购置所选制作材料。利用各种加工工具制作实物，将方案完整地加以物化。

8改进——制作——改进——完善。

我的作品用途

在强调环保、资源再利用的大背景下，作品适用于垃圾焚烧发电部门、生产加工企业的废料分类、废品回收公司。这将会大大降低劳动成本，提高工作效率。同时，它可作为教学教具，打破学生、的思维习惯，知道磁铁与非磁性材料发生相对运动时，也能产生引力和斥力。

我的作品设想

现已有分离磁性物质与非磁性物质的技术，这里不做叙述。

稀土磁性材料质量诊断研究 第4篇

近年来, 稀土凭借其特殊的元素组合特性, 逐渐成为支持国家新能源、新材料、节能环保、电子信息等行业特别是国防军事领域发展的重要战略资源。稀土磁性材料是一种性能优异、应用范围广阔的永磁材料, 目前市场应用最为广泛的市场主流稀土磁性材料是钕铁硼材料。钕铁硼材料在减小体积的情况下大幅度提高了产品的性能、节约能耗, 符合现代战略新兴产业中倡导节能、减排、环保的技术发展需求趋势。但是目前国内生产的钕铁硼磁体其磁性能与理论相差太远, 烧结的钕铁硼磁性材料性能差, 易被腐蚀, 应用范围窄, 稀土磁性材料的质量亟待提高。在此情形下, 质量管理成为稀土磁性材料生产企业必须解决的关键问题之一。质量控制与诊断是质量管理的重要内容, 是实现预防原则、保持生产稳定的重要手段。随着生产的发展, 质量特性值已经多元化。为了更好地进行质量管理, 需要将这些特性值作为一个整体进行多元控制与诊断。所以, 建立多元质量控制与诊断体系, 是一个迫切需要解决的问题。

本文根据稀土磁性材料生产过程的特点, 借助鱼骨图分析方法, 综合考虑包头市稀土永磁材料厂生产管理实际情况, 找出影响稀土磁性材料磁性能的重要因素, 分层绘制形成鱼骨图。然后结合层次分析法, 将所绘鱼骨图转化为层次结构模型, 计算各指标因素相对于所研究目标即产品磁性能的重要程度, 确定影响钕铁硼磁体的主要因素和次要因素, 并据此提出合理可行的预防对策, 对于提高稀土磁性材料的磁性能具有重要的意义。

1 鱼骨图和层次分析法介绍

鱼骨图又称为因果图或特性要因图, 是用图来表示导致质量问题具体原因的方法。鱼骨图通常是以质量问题为出发点, 从人、设备、原材料、操作方法和环境五个方面入手, 从大到小, 逐步搜索产生质量问题的具体原因, 并在同一张图上用箭头把它们的关系表示出来, 以便对质量进行改进。鱼骨图分析法在定性质量诊断中使用较广。对于管理者来说, 使用鱼骨图分析问题, 可以做到一目了然、思路清晰并且无所遗漏。实际操作中, 具体作图方法如下: (1) 明确所要分析的质量问题并将对问题有深度了解的相关人员组成工作组; (2) 从人、设备、原材料、操作方法和环境五个方面出发, 请各成员依次列出自己认为的引起问题的主要原因; (3) 主要原因进一步细化, 尽可能列出所有原因; (4) 对鱼骨图进行优化整理做出最终的图形。

鱼骨图能够详尽地列出影响问题的所有因素, 但是由于企业各种资源的约束, 往往无法全部改进这些因素, 在这些因素中有些是主要因素, 有些是次要因素, 企业通常会选择那些主要的影响较大的因素优先解决, 这就需要首先确定各个因素的重要程度, 对它们进行优先排序。层次分析法就能够实现这一目的, 对这些因素进行定量的更详尽的分析。层次分析法的基本原理是将所有因素按所属类型从上而下分解成若干层, 通过逐层比较各关联因素的重要性, 分析出所有因素对于目标问题的重要程度, 从而进行优先程度排序。具体步骤如下: (1) 将问题所包含的因素分层, 建立层次结构; (2) 对同一属性的因素两两比较, 构造判断矩阵; (3) 对判断矩阵进行正规化处理求出原始判断矩阵中各因素的相对权重; (4) 求层次总排序即合成权重; (5) 对各判断矩阵进行一致性检验; (6) 根据排序结果, 做出综合分析。

运用层次分析法, 在传统鱼骨图的基础上加入了定量分析, 通过统计方法计算出末端因素相对于“鱼头”的优先排序, 排序越靠前说明其对所要研究问题的影响能力越大, 越需集中精力去解决。近年来, 一些学者将二者相结合用于质量诊断, 取得了不错的效果。罗宜美, 黄胜延, 曹式有[1]应用层次分析法的思想对某工厂A12立式车床加工换件准备时间过长的传统鱼骨图进行了改进, 分析出所有影响因素中机床三爪行程小是最主要的因素, 要着重改进。李振福[2]将鱼骨图和AHP方法相结合对北极航线问题进行了诊断, 清楚的指出问题的主要方面和次要方面, 并从国家层面和社会层面提出北极航线问题的解决策略。白少雪, 陈全, 李宗坤[3]综合考虑烟花爆竹行业安全评价的理论和经验, 运用鱼骨图法对该过程发生的爆炸事故进行定性分析, 找出导致事故发生的因素;再运用层次分析法进行定量分析, 确定导致事故发生的关键因素是人的不安全操作行为, 将这一因素应该作为事故预防的重点。胡玉琴, 王殿生等[4]针对石油静电事故影响因素的复杂性、多层次性和不确定性的特点, 采用鱼骨图分析法, 找出了引发石油静电事故的影响因素, 确定出6个主因素25个子因素的石油静电事故评价指标体系, 应用层次分析法确定了各个影响因素的重要程度, 分析出导致石油静电事故的重要因素, 合理地解决了石油静电事故影响因素分析难题。张征, 聂俊峰, 傅斌贺[5]为有效地分析乘员信息处理过程中的失误影响因素, 将鱼骨图和层次分析法两种方法相结合, 用鱼骨图定性地辨识出4个层面16项因素, 并将其导入层次分析模型, 通过总排序和影响因素等级分别筛选出3个关键因素和3个重要影响因素, 为预防研究提供一定的参考。

目前, 未有学者将鱼骨图和层次分析法相结合应用于稀土企业产品质量研究, 本文将这一方法引入到稀土磁性材料质量诊断中, 先用鱼骨图分析方法找出影响稀土磁性材料磁性能的因素, 再应用层次分析法将所有影响因素进行综合排序, 根据排序先后顺序确定出稀土企业在生产过程中为了控制产品质量分别需要严格控制、有效控制和一般控制的因素。

2 稀土磁性材料质量问题诊断

2.1 稀土磁性材料生产工艺

包头市磁材厂生产钕铁硼磁体的工艺流程为: (1) 熔炼:镨钕、硼、铁及其他元素在真空感应熔炼炉加热融化, 融化液体浇铸到旋转的铜棍上, 快速冷却, 制得钕铁硼合金片; (2) 氢处理:常温下氢气与钕铁硼合金片发生反应, 反应时体积膨胀, 合金沿晶界断裂, 使钕铁硼的晶粒破碎, 再加热发生可逆反应 (脱氢) , 得到破碎的钕铁硼颗粒, 利于制粉; (3) 磨粉:在气流磨机内气流高速流动, 带动钕铁硼颗粒反复碰撞, 制得大小均匀的钕铁硼颗粒; (4) 压型:在压机内高强磁场取向, 使钕铁硼每一颗粒平行一致排列, 压制后得到一定形状的生坯; (5) 烧结:在烧结炉内加热, 生坯排气、收缩, 高温烧结后制得钕铁硼毛坯; (6) 性能测试:利用磁特性测试仪测量毛坯磁性能; (7) 机械加工、表面处理、充磁、包装:按照用户的需求直接压制成为各种形状的磁性产品并充磁、包装出厂, 见图1。

2.2 质量源辨识-鱼骨图

稀土磁性材料质量问题是指磁体磁性能差, 表现为烧结钕铁硼合金产品一致性差、稀土磁性材料的表面镀膜质量较差, 表面欠致密, 易被腐蚀、成品应用范围窄。本文总结了对包头市各稀土磁性材料生产厂的调研结果, 并与专家讨论分析得出影响钕铁硼磁体磁性能的因素。影响因素主要包括以下五个方面:

(1) 人 (生产操作者) :操作者对与生产相关的理论掌握不充分, 操作过程不顺利;工人对机器设备不熟悉, 操作不熟练;企业对改进生产技术所必要的科研投入没有或不足;由于企业缺乏必要的体检程序或工时不合理等因素造成生产操作者体力不支, 导致经常性的操作失误;企业对提高磁性产品磁性能缺乏有效的监督手段。

(2) 机 (机器设备) :钕铁硼永磁体生产过程中每一环节都有特定的生产设备, 如气流磨出粒粒度大导致磨粉不彻底, 直接影响到压型形成的生坯的质量;激光粒度仪测量粉体粒度时测量不精确, 导致颗粒过大无法成型;压制过程中磁场压机中橡胶模磨损严重导致压力不足等。此外对所有设备而言, 机器维修保养不及时以及设备操作过于复杂等因素也会影响到各环节产品的质量进而影响到成品磁体的磁性能。

(3) 料 (原材料及生产过程中的添加剂) :目前生产高性能的稀土永磁体需要解决的关键问题是钕铁硼永磁体产业中产品的稳定性和均匀性, 而原材料成分不均匀、熔炼过程中引入杂质或被氧化、压型时添加剂的种类及用量不合理以及生产中的其他不同组分和微量元素的缺少控制等都是重要的影响因素。

(4) 法 (生产方法) :目前国外钕铁硼磁体的研究达到较高水平, 其生产工艺已经不是传统的烧结磁体制备工艺, 而是采用了而是采用了速凝薄带工艺制备合金、氢处理破碎和气流磨工艺制粉、橡皮模等静压工艺成型等一系列技术, 是一种全新的烧结磁体制造方法, 使磁性能得到大幅度的提升。而我国大多厂家生产手段仍然落后, 造成所生产的永磁材料磁性能与理论相差甚远, 如:熔融合金液体冷却速度慢, 导致生产中α-Fe在铸片中产生, 后续还必须要做等温热处理以及缺少富稀土相;钕铁硼合金片破碎工艺水平低导致合金的晶粒破坏, 且富Nd相分布非常不均匀;磨粉时含氧量不足或过高导致磨粉效率低且粒度分布非常不均匀;烧结中粘结工艺落后使成品在烧结过程中开裂或产品硬度高;镀膜工艺存在缺陷致使稀土磁性材料表面镀膜质量较差, 表面欠致密, 易被腐蚀。

(5) 环 (环境) :生产车间的环境不仅影响操作者也影响机器设备尤其是某些测量设备的精确性。车间光线暗、噪音大、温度湿度波动大或者是工艺布局不合理、工人操作机器不方便等都是关键的影响因素。

基于以上分析, 构造稀土磁性材料质量分析鱼骨图如图2所示。

3 层次分析法

3.1 建立层次结构模型

影响稀土磁性材料磁性能的因素很多, 结合上述鱼骨图分析结果, 构建层次结构模型, 如表1所示, 评价体系包括5个一级指标和25个二级指标。

3.2 构造判断矩阵计算权重

结合层次结构模型, 采用1~9比率标度进行同层次两两因素间的相对比较, 构造出判断矩阵, 见表2。求解判断矩阵的特征根和特征向量, 为同一层次各因素相对于上一层次某一因素相对重要性排序, 然后进行一致性检验。

计算判断矩阵的最大特征值λmax并进行一致性检验。将计算出的最大特征根λmax导入公式进行一致性检验。

RI的取值见表3, 如果CR<0.1, 则n阶判断矩阵A的一致性可以接受。

为了从不同角度和不同层面客观深入的对稀土磁性材料磁性能影响因素进行分析, 获得准确、全面、可靠的信息和数据, 采用专家法为各因素及指标打分。专家学者他们分别来自于包头稀土磁性材料相关企业生产部门主管、包钢稀土研究院、内蒙古科技大学、包头发改委、包头政府及自治区的稀土工业协会的专家, 在选择过程中充分考虑了专家的知识结构、专业背景和工作经历, 以最大可能地保证测评数据的客观性和可靠性。最后, 在上述专家学者的评价基础上进行归纳总结。构造出如下判断矩阵:

根据判断矩阵计算各指标层的单层权重和综合权重, 如表4、表5所示。

3.3 结果分析及改进措施

根据上述计算结果, 按照所求综合权重大小确定影响稀土磁性材料磁性能的一级指标中B3权重最大为0.353, 表示料是影响磁性能的最主要因素, 企业在生产工程中要提高产品性能应该更加注重与料相关的因素;B4次之权重为0.320, 表示产品性能的影响因素中生产方法也很重要, 先进的生产技术对于提高产品性能具有重要的意义, 其他包括人、机器以及环境等因素权重分别为0.086, 0.167, 0.074, 与前两个因素相比重要程度较低。

25个子因素相对于目标问题影响程度排序如下:B33, B45, B21, B34, B44, B12, B31, B54, B24, B32, B41, B14, B42, B25, B52, B43, B22, B11, B23, B53, B26, B51, B13, B15, B55。所有因素中B33, B45两个因素的综合权重大于0.1, B21, B34接近0.1, B44, B12, B31, B54权重接近0.05, 是最主要的影响因素, 需要企业严格控制, 这意味着企业在生产过程中应该重点关注这些因素是否达到生产标准以控制磁性材料的磁性能;B24, B32, B41, B14, B42, B25综合权重均接近0.02, B52, B43, B22综合权重大于0.01, 属于次要因素, 需要企业有效控制, 如果控制不当, 也会对稀土磁性产品的质量产生一定程度的影响。B11, B23, B53, B26, B51, B13, B15, B55权重均小于0.01, 这8个因素对磁性材料磁性能的影响较小, 但是企业不可完全忽视, 企业在生产过程中一般控制即可。

从上述结果分析中可以看出, 稀土磁性材料生产企业为了提高产品性能, 主要从原材料成分是否均匀、冷却工艺是否先进、所使用气流磨的出粒粒度是否合规以及生产中各种组分和微量元素的控制是否得当四个方面出发进行控制。对于这四个主要影响因素改进措施如表6所示。

4 结论

鱼骨图只能定性地找出影响稀土磁性材料磁性能的因素有哪些, 而具体这些因素如何影响以及影响程度等都无法确定。在实际生产过程中, 企业由于资源等各种约束无法顾及所有因素, 这就需要事先了解在这些影响因素中哪些是主要因素, 需要及时解决, 哪些是次要因素, 可以暂时搁置。本文在鱼骨图的基础上运用层次分析法将影响稀土磁性材料磁性能的所有因素进行单层排序和综合排序, 确定了各种影响因素对最终问题的影响程度大小, 影响程度越大, 越需要优先解决。

摘要：钕铁硼永磁体是目前应用最为广泛的稀土磁性材料, 但是国内生产的钕铁硼磁体其磁性能未能达到使用要求。本文基于稀土磁性材料生产工艺, 借助鱼骨图分析方法, 找出影响稀土磁性材料磁性能的重要因素, 然后结合层次分析法, 将所绘鱼骨图转化为层次结构模型, 计算各指标因素相对于目标的影响程度, 进而确定出影响其磁性的主要因素和次要因素, 并据此提出合理可行的预防对策。

关键词：稀土磁性材料,质量诊断,鱼骨图,层次分析法

参考文献

[1]胡伯平.稀土永磁材料及其应用[A].第八届全国永磁电机学术交流会论文集[C].2007.

[2]李波.中国稀土永磁材料的发展[A].首届中国包头·稀土产业发展论坛专家报告集[C].2009.

中国磁性材料产业现状及其发展展望 第5篇

摘 要：磁性材料是各种 电子 产品主要的配套产品，无论是消费家电产品和 工业 类如 计算 机、通讯设备、汽车，以及国防工业均离不开磁性材料。当前，中国 各种磁性材料的产量基本上世界第一，成为磁性材料生产大国和磁性材料产业中心。中国磁性材料的中长期市场前景十分光明，中国的磁性材料产品在全球的地位必将进一步提高。必须加强 科技 创新力度、加强技术改造加强 企业 管理水平，调整产业结构和提高产品档次，使中国磁性材料从大国走向强国。本文着重从宏观角度 分析 了中国磁体产业整体情况，介绍了稀土永磁材料特别是中国钕铁硼烧结和粘结产业现状，以及中国新型的稀土永磁材料的 研究 开发情况，同时对我国磁体产业 发展 前景进行了预测和分析。1 中国磁体产业的发展历程 目前，全球的 经济 已进入了一个信息 时代，作为一种功能材料，磁性材料所占的地位越来越重要。当前主要的商品磁体共有4类：20世纪30年代开发的铝-镍-钴永磁（alnico）；50年代初期开发的铁氧体磁体；60年代末开发的钐-钴磁体（sm-co），包括第一代稀土永磁－smco5和第二代稀土永磁－sm2co17；80年代初开发的稀土永磁钕铁硼（nd-fe-b）。而稀土永磁，特别是钕铁硼是磁性材料里最重要的一部分，在永磁材料中发展最快，平均以每年10％的速度增长。中国磁体产业在中国的出现远较西方发达国家晚，起始期是1969年到1987年之间。因为当时的稀土永磁钐钴磁体的高成本、国内市场的需求量少，所以到八十年代初还没有形成自己的磁体工业。1987～1996的十年是中国磁体产业开始发展的第一阶段，其特点是起点低：由于投资小，设备简陋，生产设备基本完全是国产的，经营理念落后，仍局限于小生产的模式。1997～2002的五年是中国磁体产业发展的第二阶段，其特点是起点远高于前一阶段：投资强度大，引进一部分国外的先进技术设备，能够按先进的工艺路线组织生产，产品质量一般属中低档。2003年起，中国磁体产业的发展将进入第三阶段。企业建立的特点将是“三高”，即高起点、高投入、高回报：1）产品瞄准特定用途所需的高档磁体；投资规模巨大，引进整条先进生产线；2）按 现代 化管理的理念，组织集约式分段联营的大生产：磁体生产分为两段—母合金/粉料的生产和磁体制备，投资显著降低，效益则大为提高；3）按资本运作的 规律 运营，从而保证磁体产业较高的回报率。特别是有可能从国外引进最先进的或采用国产先进生产线，生产高档的磁体产品。进入21世纪，发达国家的磁体生产由于成本过高，已难以为继，世界磁性材料行业纷纷向中国或第三世界地区转移，中国作为首选的国家。世界一些著名的磁性材料制造企业看好中国，如日本的tdk、fdk、epson、日立金属、住友特殊等，韩国的梨树、三和、磁化等，欧洲的philips、德国的vac、epcos，美国的arnord、magnequench 已经转移到中国。世界磁性材料生产向中国转移，增强了中国磁性材料工业的整体实力，提高生产技术，加速了中国成为世界磁性材料生产基地和销售市场的建设。2.中国稀土永磁――钕铁硼的发展 某个国家或地区磁体产量约占全球总产量的一半时，即成为“全球磁体产业的中心”。二次世界大战前的欧洲，二次大战后的美国，70年代以后的日本均堪称当时“全球磁体产业的中心”。新世纪伊始，“全球磁体产业的中心”已转到中国。据统计，直到1999年，铁氧体磁体的产值始终占全球磁体总值的一半以上，堪称磁体市场的主题。2000年稀土磁体（ndfeb+smco）产值首次超过了铁氧体的，此趋势与日俱增。换言之，稀土磁体在21世纪将唱主角。代表当今磁体最高性能的ndfeb稀土永磁的80年代初问世时，正好赶上计算机产业的微型化，故该磁体立即成为制造诸如磁盘驱动器等计算机外设的关键材料。ndfeb更广泛用于各类音响/影像等消费电子器件中，90年代以来在全球迅速普及的移动通讯设备—手机也离不开ndfeb的重要贡献。钕铁硼专利[1] 钕铁硼硬磁制造 方法 分为烧结和粘结两种，专利所有者分别为住友特殊金属株式会社（日本）和麦格昆磁（mq）公司（美国）。同时mqi公司又是全球唯一的粘结钕铁硼原材料（磁粉）供应商。其在欧洲和日本的成分专利和生产制造工艺专利均已经失效，美国的专利在06年和07年分别失效。在中国制造、销售和使用钕铁硼磁体并不涉及任何专利 问题，但是其产品不能出口到专利覆盖区，否则构成侵权。中国拥有住友与mqi覆盖全球的专利许可的烧结ndfeb磁体企业共五家：三环新材料高技术公司（三环），于1993年5月取得专利许可；北京京磁公司（bjmt），于2000年3月取得专利许可；银纳金科磁技术公司（thinova），于2000年9月取得专利许可；宁波韵升磁公司（韵升），于2001年3月取得专利许可；安泰科技股份有限公司（atm）,于2003年3月继承了 台湾 海恩金属公司2000年5月取得的专利许可。这五家公司的烧结ndfeb磁体的生产能力将近10,000吨/年，五家公司中的三家是上市公司，即安泰科技、三环与韵升。烧结钕铁硼 图1是全球及中国、日本、美国、欧洲烧结ndfeb磁体的总产量，其中2004年中国生产烧结ndfeb磁体27,510吨，毛坯46,1500吨。与2003年相比产量增长49%。而产量与产值存在的巨大差距正是中国稀土磁体产业面临的主要问题。改进产品性能，提高产品档次是解决此矛盾的唯一出路，就是说，要尽快消除存在于中国磁体产业与西方国家之间的技术差距[2]。烧结ndfeb磁体在中国的用途可分为三类: 1.高技术领域的 应用 ,诸如mri,vcm,cd传感器,cd-rom,dvd-rom,手机,电池驱动工具,eb,eav,ev。2.传统用途,诸如扬声器,耳机,话筒等音响器件，磁选机/磁分离器，各类磁化器包括民用水脱垢器,油田用的脱腊器,酒厂用的陈化器等。3.低档用途,诸如慈溪等地生产的磁性纽扣。图2是2003年中国烧结ndfeb磁体的用途分布情况。中国烧结钕铁硼产地遍及11个省和京津地区（见图3）。浙江省的烧结ndfeb磁体生产发展最快，其产量占全国总量的47.1%。山西地区由于得天独厚的 自然 和低成本条件，目前已与沪杭地区、京津地区形成了中国三角鼎立的稀土永磁产业格局。山西烧结ndfeb磁体生产占全国产量的21.7%。京津地区的产量居第三位，占全国的11.7%。其余总量19.5%则散布在华东、华北、华中和西北等苏、冀、内蒙、鲁、豫、川、陕、甘、宁九省以及东北地区。众所周知，ndfeb对环境（温度、湿度）极为敏感，浙江产量虽大，但品质不高。一般而言，气候干燥的山西、甘肃、宁夏等地，用同样工艺设备生产磁体，其性能则优于南方的。当然，关键仍在于采用专门针对ndfeb的设备并按先进工艺进行磁体生产，才能稳定地批量生产高牌号磁体。濒临渤海的烟台首钢磁材公司，它引进先进设备大批量生产顶级烧结ndfeb磁体，就是一例。2004年国内烧结钕铁硼行业热情空前高涨，新增生产能力大幅提高，中科三环公司通过长期努力，第一次进入到为日本、欧洲等发达国家磁材企业所垄断的钕铁硼高端应用领域――计算机硬盘驱动器音圈电机（vcm）应用市场；在另外的一个高端应用领域――汽车应用领域方面，中科三环的钕铁硼磁体也成功应用在点火线圈、电动助力转向、气囊传感器等汽车零部件中，同时还进入了核磁共振成像仪领域。对于上述几个稀土永磁高端应用市场的进入，标志着中国的稀土永磁产品结束了大部分只局限于中低端应用市场的不利局面，真正开始与日、欧发达国家磁材巨头争夺高端应用市场。粘结钕铁硼 在激烈的市场竞争中，在粘结钕铁硼方面，美国和欧洲的生产企业基本退出了该行业，到2003年只剩下一两家生产粘结ndfeb的制造厂了，2004年美国和西欧的永磁材料产量只占全球的10％之内。因此在该行业中，全球的生产能力大部分集中在日本企业[3]。其中有代表性的两家企业，一家是精工爱普生，他们的磁材生产已经全部转到中国上海爱普生磁性器材有限公司了；另一家大的粘结磁体企业－日本大同公司。在计算机硬盘驱动器（hdd）的主轴电机应用方面，大同和上海爱普生两家企业就占据了整个市场份额的90％以上。2002年底，中科三环参股了上海爱普生磁性器件有限公司，2004年3月进一步扩大股权，目前中科三环已持有该公司的70％股权，成为其第一大股东。安泰科技2003年3月收购了海恩公司，其深圳的爱恩美格也是一个技术水平很高的粘结磁体工厂，加上国内成长起来的成都银河，粘结磁体企业除日本的大同外，其余产能基本分布在中国。

构建“磁性语文课堂” 第6篇

一、努力构建亲情课堂

常言道：严师出高徒。但是我觉得语文课堂更应该富有亲情，师生沟通无碍，轻松活泼，是很富有诗意的。它不需要严密的逻辑，不需要一步一步无懈可击的证明，需要的是那种沐浴着阳光，徜徉在浪漫的沙滩上慢慢去享受的感觉。虽然要构建这样的课堂对老师的要求很高，但是有一点我们是能做到的，也是应该做得到的，那就是我们教师的脸上多点微笑，多点温和，给我们的语文课堂多洒下一点灿烂的阳光。新课标下，如果还是板起脸孔，视教参为圣旨，去条分缕析地肢解文本以获取知识和所谓的能力，还是把教学紧紧地建立在功利的目标上，去替学生细嚼慢咽，生怕漏过一个考点，把语文课当成应考技术的演练场，这样，语文原先那深厚的人文气息和文化底蕴将丧失殆尽，语文课也会因此而变得僵化机械，冷冰冰的毫无生气可言。这样的语文课没有多少学生会欢迎，就是用来应付越来越重视迁移运用的语文中、高考也要大打问号。随着语文评价改革深入，试卷考得更多的是语文素养，而非趋于机械的知识板块。

二、努力提高语文素养

“身藏万汇凭吞吐，笔有千钧任翕张。”要把课上得有诗意，有磁性，有吸引力，语文课上出“语文味道”，把新课标落到实处，首先要做的是静下心来多读书，多积淀文化，而不要让自己成为一个只会用文章学原理来解读课文，以追求“机械得分”技巧为高招的“教书匠”。很难想象一个仅靠几本教参和辅导资料、语言贫乏的老师能将语文课上得很生动。想要纵横千万里，驰骋天地间，信手拈来，旁征博引，必须“学富五车，才高八斗”，否则你的课无法闲庭信步，挥洒自如。一个人的语文素养高低在很大程度上取决于阅读习惯的有无，阅读视野的宽窄和阅读积淀的厚薄，一个有功底有思想的语文老师，举手投足间散发着文化芳香，总是有着常人无法企及的魅力，这样的老师上课，学生真是如沐春风。

三、大胆链接课程资源

“新课标”主张教学资源多样化，认为教材只是供师生选择的课程资源之一。教师要有“大语文”观念，主动开发新课程资源。开发哪些新课程资源，“新课标”提供了很多选择，问题是或者限于条件困难，或者迫于考试压力，或者自身激情不足，很多教师的授课还是仅限于课本，而没有去主动开发新课程资源。

教师头脑中有许多鲜活的资料，在上课过程中完全可以针对文本作相关链接、拓展、延伸，特别是上散文、小说、剧本这些文学性很强的课文，运用类比解读文旨，不但能提高学生的兴趣，而且能拨动学生的心弦，点燃他们情感的火花，即使理解教科书上给出的抽象定论也容易起来了。这时候语文的“人文性”也许更容易得到落实，而且语文课也不会演变成政治课。我们一直提倡写作的立意要高，要知道立意绝不是单靠言语文字，单靠那有限的文本能提高的，而要靠学生自己的感悟和思辨，因此在有限的空间里开发链接一些有自己特色的课程资源就显得非常有必要了。要鼓励学生看电视、看报纸，去感受在课堂上无法感受到的精神，根据条件适度地开发一些新课程资源，哪怕少上几节文本分析课，我觉得也是值得的。当然课程链接也是有限度的，千万不要不择场合、不择对象地胡编瞎侃。

科学家研制新型磁性隐形衣材料 第7篇

抗磁体可提供多种应用, 例如:保护舰船外壳免受磁场感应型水雷的攻击, 以及让心脏起搏器器官或者人工耳蜗植入患者正常使用医学仪器。这项最新研究发表在德国物理研究所和物理协会9月23日出版的《新物理学杂志》 (New Journal of Physics) 上, 研究人员证实抗磁体具有广泛的应用性。例如:使用心脏起搏器的患者在接受核磁共振扫描时, 如果核磁共振仪的较大磁场与起搏器发生反应, 将对起搏器和患者带来严重损伤。而起搏器上的金属能与核磁共振仪发生反应, 并干扰核磁共振仪的磁场, 进而影响该仪器的探测能力。

西班牙巴塞罗那自治大学的研究人员意识到这项技术可用于犯罪人员躲避安全检查系统, 例如:机场和商店的安检装置。但他们坚信该项新研究将对社会产生更积极的一面。这项研究负责人阿尔瓦-桑切斯 (Alvar Sanchez) 教授说:“抗磁体设计理念及潜在应用性具有深远意义, 然而这项技术可能用于减少对武器等违禁物体的磁场感应, 随之带来安全隐患。为此, 这项研究被安全官员考虑用于设计安全探测系统及协议。”

据悉, 抗磁体材料是由多层材料构成, 最内层材料包含着阻止磁场向外泄漏的超导体材料, 这对于屏蔽一些金属非常有用。外层是由几层超材料构成, 它能够改变磁场渗透性, 调整失真度, 使磁场“平静”下来。

研究人员使用计算机模拟10层抗磁性材料圆柱体装置屏蔽一块小磁铁的有效性, 值得注意的是, 当圆柱体未完全封闭情况下, 研究人员发现利用抗磁体制成的屏蔽装置还具有其他功能, 意味着起搏器和人工耳蜗植入应用将更加可行。

基于磁性材料退磁场理论的研究 第8篇

1磁性材料概况

对于磁性材料来说, 通常情况下是应用物质磁性以及磁效应, 以便满足多种设备的技术要求。 磁性材料被广泛应用于各个领域, 磁学发展历史也很悠久。 磁现象存在于整个自然领域中, 无所不在, 所有物质都具有磁性, 有些物质之所以被认为没有磁性主要在于其磁性较弱, 人们经常将这种磁性忽略不计才认为没有磁性的存在。 磁性材料属于功能材料的一部分, 无论是能源电信业还是家电业、 生物医疗业都有磁性材料的应用。 现代社会是信息社会, 更离不开磁性材料的应用。 信息化的发展对磁性材料提出了更高要求, 尤其是数字化、智能化要求较多[1]。

2 磁性材料的退磁场研究

2.1磁介质磁化的物理机理

磁介质主要指在磁场作用下所产生的一种磁化现象, 通常被反过来被对磁场物质产生影响。 无论是哪种物质都会影响磁场的影响。 磁介质磁化物理理论中有两种观点, 一种为分子电流观点, 一种则为磁荷观点[2]。 对于分子电流观点来说主要是将分子磁矩包含在内, 其中含有大量的磁矩矢量和, 通常被称为分子磁矩 ( 具体参照图1) , 这种磁矩在磁介质还由于被磁化时, 经常会出现取向杂乱的情况, 只有在有外加磁场存在时, 才会呈现整齐排列, 随着定向排列程度的升高, 矢量和数值也会随之升高, 磁化强度矢量数值也会变大。 而对于磁极来说主要是根据磁铁的两级来确定, 磁介质的磁化情况与磁极化强度通常与磁极有一定关系, 当磁介质没有被磁化时, 磁偶极分子取向就会出现杂乱无章情况, 当磁化场受到力矩作用, 磁偶极分子就会顺着磁化场方向排列。

2.2退磁场

所谓的退磁场一般是指在磁性材料被磁化以后而出现的一种反向附加磁场, 通常情况下被称为反磁场, 这种磁场可以对外加磁场起到削弱作用。 但磁性材料被磁化以后, 在依赖磁化率的同时, 也对样品形状产生依赖。 通常情况下, 退磁场大小会受到很多因素影响, 首先, 外加磁场 ( 如图2) 强度将影响到磁场强度, 当工件的磁化越好, 那么相对应磁极磁场也就会越强, 这样一来就使退磁场也会随之增大。 其次, 与工件的L/D值有直接关系, 当工件的L/D值增大后, 退磁场就会变小, 反之也变大[3]。 再者, 与材料质体有关, 以相同磁化尺寸为例, 如果两个钢管和钢棒所受磁化尺寸相同, 那么钢管的退磁场就会比钢棒的退磁场小很多。 最后, 所受电能的不同也会影响退磁场大小, 在磁化同一工件时, 直流电所产生的退磁场通常大于交流电所产生的退磁场, 究其原因主要是由于交流电具有集肤效应, 渗透深度较浅。

退磁场一般产生于偶极子中经典作用, 通常情况下, 退磁能会随着退磁场的出现而产生, 也就是说退磁能是退磁场的产物, 因此有必要对退磁能进行研究。 人们日常所说的磁性物体主要指具有强磁性质的物体, 这种磁性物体在没有外加磁场的情况下依然带有一定的自发磁化现象, 以便使自身能量减小, 所以总是将这一物质分成多个小区域, 这样便形成了磁畴。 当磁性材料处于稳定磁环境中, 其内部自由能就会小于最小值条件。 在磁性材料中, 其自身所含磁化在与电子自旋间进行交换时会产生静电能, 同时也被称为交换能。 而由磁体本身退磁场所产生的静磁能则被称为退磁能。 在磁性材料中始终存在这外磁能, 这样也就是退磁场中存在着一定的退磁能, 随着磁化强度的增加, 退磁场也会随之增加, 同样退磁能密度也会逐渐增加。

3结论

通过以上研究得知, 磁性存在于生活各个领域, 无论是哪一部分都有磁场存在, 尤其是近年来, 随着信息技术的发展, 磁性材料的应用也随之增多, 并提出了更高要求。 在磁性材料中, 退磁场始终存在, 伴随着退磁场的产生还会出现退磁能。 本文研究了磁性材料的基本情况, 重点研究了基于磁性材料的退磁场理论, 并找出影响退磁场的主要因素, 同时也研究了退磁场对退磁能的影响, 希望通过本文的研究能为相关人士带来一定指导, 帮助其更好的理解什么是磁性材料和退磁场。

摘要：磁性材料属于功能材料的一部分, 被广泛应用于各个领域, 磁性材料经历了由自发磁化和技术磁化历程, 而磁畴理论则为其提供了必要的理论依据, 磁畴理论也因此成为重要研究方向。为了降低退磁能, 磁畴才形成, 而退磁场和退磁能对于磁畴的形成却发挥着重要作用, 所以, 研究磁性材料的退磁场理论就成为现阶段最重要问题。因此, 本文将从磁性材料基本情况入手, 重点研究基于磁性材料退磁场理论。

关键词：磁性材料,退磁场,研究

参考文献

[1]黄东岩.基于磁性技术的无损检测方法研究[D].长春:吉林大学, 2012.

[2]沈健.磁性材料在微波及太赫兹波段的动力学研究[D].成都:电子科技大学, 2012.

材料磁性 第9篇

随着社会的发展, 特别是信息功能材料的发展和应用的日益广泛, 作为功能材料基础的磁性材料得到了日益广泛的应用。与此相适应的, 在材料科学与工程学科的教学体系中, 特别是在一些主干课程中都出现了与磁性材料相关的内容也就成为历史的必然。因为磁性材料从材料微观结构上涉及到晶态材料、非晶态材料、纳米晶材料, 也涉及到金属材料、陶瓷材料等无机材料, 所以在《材料物理导论》中把“材料的传导性和磁性”作为一个章节, 《新材料概论》中与磁性有关的有“磁性材料”和“超导材料”两个章节, 《金属功能材料》涉及到磁性的章节更多, 有“磁性材料”、“金属薄膜材料”、“非晶态金属材料”、“信息材料”、“超导材料”及“智能金属材料”等章节, 在涉及到材料物理性能及测试的教材中, 都会不可避免地涉及到磁学知识。在国外的教材中, 情况也是如此, 如《工程材料科学与设计》一书。在无机材料、陶瓷材料等课程中, 也都会涉及到磁性材料, 在材料物理性能的讲授中, 也必然会涉及到电性及磁性的内容。考虑到磁学知识的广泛性及分散性, 我校在教学实践中发现, 有必要充分利用学校在这方面的优势, 把磁学的相关知识单独作为一门学科进行讲授, 这样既有利于学生对磁学知识有一个系统的理解, 也可以适应社会发展的需要。磁性材料作为一种非常重要的基础功能材料, 在社会中已经得到了广泛的应用, 作为材料科学与工程专业的学生, 非常有必要对磁学及磁性材料的知识有一个专门的了解, 这样做会使学生受益终生。因为一方面有利于扩大他们的知识面和视野, 也非常有利于他们就业;另一方面有的学生进入研究生阶段后, 如果具备一些磁学相关知识, 也非常有利于他们的学习和研究工作, 《金属材料结构与性能》属于材料科学与工程学科领域的基础教材和国内外材料专业硕士的必修教材, 也把“材料的磁性能”作为一个章节进行讲授。

作为重要的现代信息功能材料的磁性材料, 其发展具有悠久的历史, 在这方面已经有许多专门的文献资料进行了介绍, 在此不再赘述。人类很早就开始了磁学的研究, 但直到量子力学创立后, 才对磁性的起源有了一个较为清晰的认识, 也就是说, 磁性本质上起源于物质的量子性质。这就说明要研究与磁性相关的现象, 就必须具有《量子力学》的学习背景;要研究大量微观粒子聚集体的磁学性质, 就必然要用到《热力学统计物理》的知识;要研究固体的磁学性质, 也必然要对《固体物理》有深入的了解。所以, 在学习《磁学》课程之前, 必须要以这三门课程的学习为先导, 而在材料科学与工程专业中作为专业基础课, 都会专门开设这三门课程, 这也就为磁学课程的开设创造了有利条件。我校的探索实践表明, 在讲授中应以《磁性材料》课程为主线来进行讲授, 并且适当增加一些必要的磁学知识和磁测量知识, 以利于学生的理解, 也有利于学生对其他相关课程的学习。我校几年来的实践教学都收到了良好的效果。人们对纳米结构体系与新的量子效应器件的研究已经取得了许多新的进展, 有许多成果已经产业化, 并由此带动了传统产业的技术升级和技术进步, 从而掀起了纳米科技热潮。纳米结构由于具有纳米微粒的特性, 如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应等特点, 又存在由纳米结构组合引起的新的效应, 如量子耦合效应和协同效应等, 这些都属于量子力学现象, 现代纳米科技研究也多是以这些效应为出发点来进行的, 这些内容也是材料科学与工程学科各门主干课程的重点内容。磁学主要研究物质的磁性及其起源, 也就是研究与电子的自旋相关的性质及理论。磁学从创立之初就一直在从事与量子效应有关的知识研究。从量子力学创立至今, 磁学从理论上对这些问题的探索已经有将近一个世纪的时间, 积累了丰富的知识, 对磁学相关知识的学习, 必然会大大促进学生对材料科学与工程学科的学习和理解。

参考文献

[1]杨尚林, 张宇, 桂太龙.材料物理导论[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 1999.

[2]陈光, 崔崇.新材料概论[M].北京:科学出版社, 2003.

[3]王正品, 张路, 要玉宏.金属功能材料[M].北京:化学工业出版社, 2004.

[4]J.P.Schaffer, A.Saxena, S.D.Antolovich, T.H.Sanders, S.B.Warner.The Science and Design of Engineering Material[M].McGraw-Hill Companies, Inc., 1999.

材料磁性 第10篇

关键词：铁芯损耗,直流偏置

0引言

Bozorth、Brockmeyer[1,2,3,4]证明了关于直流偏置磁场与铁磁材料特性的关系,即铁磁材料的损耗功率随着偏置场的增大而增大。在此基础上,我们进一步分析直流偏置对铁氧体损耗的影响。

1试验电路

为了研究直流偏置磁场对铁氧体材料特性的影响,我们采用图1所示的测试电路,对NC-2H材料的环形功率铁氧体铁芯进行了一系列的测试,铁芯规格为FRΦ30/13×9。

图1中,被测铁芯上有三个绕组N1(7匝)、N2(7匝)和Nb(1匝)。其中,Nb是直流偏置绕组,与可调整流稳压电源相连。N1是激磁绕组,接高频正弦交流电源,N2是测试绕组,接测试探针,用于测量铁芯中磁感应强度的变化。分别在50kHz、100kHz、150kHz,温度T=20℃时,对应50mT、75mT和100mT的交流磁感应强度,分别叠加直流偏置磁场,测量铁芯的反复磁化损耗。测得的结果如表1所示:

2结果分析

以直流磁感应强度(mT)为横坐标,损耗(W)为纵坐标,将测量到的损耗与直流偏置画成PDC-BDC关系图,如图2所示。其中,图2a为测试频率50kHz下测得的对应不同交直流磁密激磁下的铁芯损耗,图2b为测试频率150kHz下测得的对应不同交直流磁密激磁下的铁芯损耗:

为了更好的看出有直流偏置的损耗PDC与BAC、BDC的关系,我们引入变量K:

K=PDC/PAC (1)

其中,PAC为相同频率和磁通密度下没有直流偏置时的铁芯损耗。

将表1中的直流偏置损耗值改为不同的交直流偏置下的K值,见表2:

从表2中,我们可以发现以下规律:

1) 当交流激磁恒定时,铁氧体的铁芯损耗随着直流偏置的增大而增大,并且,随着BAC的增大,BDC的影响越来越明显。即PDC是BDC的增函数。

2) 当直流偏置恒定时,铁氧体材料的铁芯损耗随着交流激磁的增大而减小。即PDC是BAC的减函数。

结合图2a、b和表2,我们推测有直流偏置的铁损的关系式可以写成:

PDC=PAC(1+Bundefined·Bundefined)αBAC (2)

其中,m,n为待定系数,m>1,n<0,α>0。

根据试验数据,拟合求得系数:m=1.8144,n=-2.0703,α=0.01622。代入式(2),PDC与PAC的关系为:

PDC=PAC(1+Bundefined·Bundefined)0.01622BAC (3)

按照式(3),重新计算实验中中的不同频率下有直流偏置时的磁损值,并计算它与测量值之间的误差,误差见表3。

分析表3数据,大部分数据的误差值在±10%之间。并且,在BAC=75mT和100mT的情况下,计算数据与测试数据之间的误差很小。式(3)中只有BDC和BAC两个待测量,PAC可通过Steinmetz方程求出,计算简便。因此,当BAC在75mT到100mT之间时,式(3)对磁性元件设计具有一定的的指导意义。

3小结

当交流激磁不变时,铁氧体的铁芯损耗随着直流偏置的增大而增大,并且,随着交流激磁的增大,直流偏置的影响越来越明显;当直流偏置不变时,铁氧体材料的铁芯损耗也随着交流激磁的增大而减小。

根据试验数据拟合,得到在直流偏置下铁芯磁损与交直流磁感应强度的关系。经试验验证,式(3)虽然存在一定的误差,但是计算简便,在交流磁感应强度为75mT～100mT时,它的计算精度在工程允许的范围之内,因此对磁性元件设计有一定的指导意义。

参考文献

[1] Richard M. Bozorth: Ferromagnetism[M].IEEE Press Reprint, Piscataway, NJ, USA,1993.

[2]Brockmeyer A,Schulting L.Modelling of Dynamic Loss-es in Magnetic Material[J].The European Power Elec-tronics Association,1993.

[3]Ansgar Brockmeyer.Frequency Dependence of the Fer-rite-Loss Increase Caused by Premagnetization[J].APEC’97,1997.

警惕磁性圆珠伤孩子 第11篇

11岁的男孩小兵最近老叫肚子疼，不想吃也不想喝。父母带着他四处求医，却找不出原因。后来，小兵才吞吞吐吐地告诉家人，约3周前，他吞下了一串磁铁，以为磁铁会自动排出，但至今还在腹内。果然，X光片检查结果显示，小兵的体内有异物，分散在肠道的两侧。当天，小兵被紧急送到协和医院。

医生接诊后，当即决定尽快手术。手术当天，医生发现小兵吞下的磁铁紧紧地吸在一起，将一段弯曲的小肠夹在中间，已磨破了2个洞，约硬币大小，部分区域的组织已坏死。

医生说，磁铁在小兵的肠胃里经过“你追我赶”，牢牢吸附在小肠上，难怪无法自行排出体外。当天，医生切除了小兵的一段小肠，近30厘米长，又缝合了2个洞口，清洗了腹腔，手术进行了2个多小时，顺利结束。

今年5月，国家质检总局缺陷产品管理中心近期发布关于磁铁玩具的消费预警。磁铁玩具的安全风险主要是两个方面：

一是儿童误吞或吸入磁性小零件或小球，可能造成窒息；

二是如果吞食两个及两个以上的强力磁铁，或者吞食强力磁铁和其他铁磁性物体（铁、钴、镍），磁铁会在消化系统中与另一个磁铁（或铁磁性物体）吸附，并对肠壁产生压力，可能引起肠胃穿孔或肠梗阻，严重时可能危及生命。

在很多情况下，这些磁性部件需要通过手术移除，会对儿童的消化道造成永久性伤害。

纳米磁性材料的制备及应用的新进展 第12篇

1 纳米磁性材料的制备

纳米磁性材料的制备主要分为磁流体的制备、纳米磁性微粒的制备、纳米磁性微晶的制备以及纳米磁性复合材料的制备。

1.1 磁流体的制备方法

磁性流体,简称磁流体,指的是吸附有表面活性剂的磁性固体颗粒均匀分散到基液中而形成的一种稳定胶体体系[3]。磁性液体既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性,由于具有交叉特性,所以这种磁性液体材料应满足的性能要求是:高的饱和磁化强度,在使用温度下有长期的稳定性,在重力和电磁力的作用下不沉淀,有好的流动性。

磁流体的制备方法有物理法和化学法。物理法又可分为研磨法、蒸发冷凝法、超声波法、机械合成法、等离子CVD法等;化学法又可分为气相沉积法、水热合成法、溶胶凝胶法、热分解法、微乳液法及化学共沉淀法等。各种方法各具优缺点,根据不同的需求选择不同的制备方法。

1.1.1 物理法

研磨法[4,5]是Papell首先提出的,其原理是将粉碎得到的铁氧体粉末和有机溶剂一同加入球磨机中,经过长时间研磨并浓缩,添加表面活性剂及基液后再充分混合,其中部分微粒稳定地分散在基液中,利用离心分离除去大颗粒,获得铁氧体磁性液体。S. S. Papell在1965年申请的美国专利[6]中介绍了该方法,并用该方法成功地制备了庚烷、油酸和粉状磁铁矿的磁性胶体以及其他磁性液体复合材料。研磨法工艺简单,但是制备周期长,材料利用率低,球磨罐及球的磨损严重,杂质较多,成本昂贵,还不能得到高浓度的磁流体,因而实用差。

蒸发冷凝法是在旋转的真空滚筒的底部放入含有表面活性剂的基液,随着滚筒的旋转,在其内表面上形成一液体膜。将置于滚筒中心部位的铁磁性金属加热使之蒸发,则金属气体在液体薄层中发生冷凝形成细小的固态金属颗粒,金属颗粒在表面活性剂的作用下分散于基液中,制得稳定的金属磁性液体[7] 。该方法可制得粒径为2~10nm的Fe、Co、Ni磁性液体。用该方法制备的金属磁性液体具有磁性粒子粒度分布均匀、分散性好的特点,但所需设备复杂且还需要抽真空。

超声波法合成磁流体在纳米颗粒的合成中报道很多,Kenneth利用超声波法合成了铁流体。 在此体系中加入了高分子物质作稳定剂,将易挥发的金属有机物Fe (CO)5在纯氧的条件下超声处理,制得粒径分布均一的磁流体。

1.1.2 化学法

化学沉淀法是最经济的制备纳米磁流体的方法。是将Fe2+和Fe3+盐溶液按一定的比例混合,加入沉淀剂(NaOH或氨水)反应后,获得粒度小于10nm的Fe3O4 磁性颗粒,经脱水干燥后,添加一定量的表面活性剂及基液,充分混合分散,获得铁氧体磁性液体。这种方法生产周期短,工艺简便,产品质量好,能够获得粒度均匀的纳米颗粒,且成本低,适合工业化生产。

水热法[8] 是在特制的密闭反应容器中,以水为介质,通过加热创造一个高温高压反应环境,使通常难溶或不溶的物质溶解并且重新结晶,在经过分离和热处理得到产物的一种方法。具有两个特点:一是较高的温度(130~250℃)有利于磁性能的提高;二是在封闭容器中进行,产生相对高压(0.3~4MPa)并避免了组分挥发。

热分解法在基液中加入表面活性剂和金属羰基化合物(如Ni,Co,Fe,Fe-Co,Ni-Fe)进行回流,羰基化合物便分解生成磁性金属颗粒,吸附表面活性剂后分散到基液里形成金属磁流体。该法产生的CO气体会污染环境,不适宜规模生产。

1.2 磁性微粒的制备方法

磁性微粒的制备方法主要有包埋法和单体聚合法,另外还有沉淀法、化学转化法等。

包埋法是将磁流体分散在高分子溶液中,通过雾化、絮凝、沉积、蒸发、乳化等复合技术,制得磁性微粒。该法制备的磁性微粒、磁流体与高分子间通过范德华力、氢键和螯合作用以及功能基间的共价键结合,得到的微粒粒径分布宽、粒径不易控制、壳层中难免混有杂质。徐慧显[9]用葡聚糖包埋磁流体制备了葡聚糖磷性微球,张密林等[10]用羟基纤维素对磁性微球进行改进。

单体聚合法是指在磁性微粒和单体存在下,加入引发剂、稳定剂等聚合而成的核/壳式磁性微粒。单体聚合法得到的载体粒径较大,固载量小,但作为固定化酶的载体,有利于保持酶的活性,而且磁性也较强。张津辉[11]用化学沉降法制得磁流体后,用辐射引发丙烯酞胺和甲叉双烯酞胺的聚合反应,在磁流体表面包被一层有机聚合物,制得磁性微粒。制备的磁性微粒具有良好的理化性能,稳定性好,放置16个月未发生凝聚, 理化性质无明显变化。

1.3 纳米磁性微晶的制备方法

非晶化方法制备纳米晶粒是通过控制非晶态固体的晶化动力学过程,将非晶化材料转变为纳米尺寸的晶粒。它通常有两个过程组成:非晶态固体的获得和晶化。在Fe-Si-B 体系的磁性材料中,由非晶化方法制得的纳米磁性材料很多。

深度塑形变形法制备纳米晶体,该方法是材料在准静态压力的作用下发生严重塑性变形,从而将材料的晶粒尺寸细力的作用下发生严重塑性变形,从而将材料的晶粒尺寸细化到亚微米或纳米量级。

1.4 纳米磁性复合材料的制备方法

磁性复合材料是在传统的磁性材料基础上添加各种不同的功能因子,既保持了磁性材料的磁学性能又带来了许多新的效应,如巨磁阻效应、巨霍尔效应和小尺寸效应等。由于复合材料的种类繁多,因此其制备方法也不尽相同。目前比较常用的制备方法主要有溶胶-凝胶法、化学共沉淀法、磁控溅射法、激光脉冲沉积法、分子束外延(MBE)法和模板法等。

溶胶-凝胶法[11] 是近期发展起来的能代替高温固相合成反应陶瓷、玻璃和固体材料的一种方法。这种方法是将易于水解的金属化合物(金属醇盐或无机盐)在溶剂中与水发生反应,经水解与缩聚过程儿逐渐凝胶化,在干燥烧结等处理后得到氧化物或其它化合物的晶形薄膜。Sarah [12]等用溶胶-凝胶法制备了多晶铁氧体。粉体混合后制备成复合材料,材料的磁性随BaTiO3 含量的增加而减弱,但磁饱和强度反而增加。修向前等用溶胶一凝胶法制备了Fe薄膜,在室温下有铁磁性,矫顽力为240A/m,居里温度高于室温,有希望应用于电子器件中。该方法具有一系列的优点:形成溶胶的过程中,原料很容易达到分子级均匀,易于进行微量元素的掺杂;能严格控制化学计量比,工艺简单,在低温下即可实现反应;所得产物粒径小,分布均匀,很容易在不同形状和材质的基底上制备大面积薄膜。用料较省,成本较低。但同时也存在一些问题,例如反应过程较长,干燥时凝胶容易开裂,颗粒烧结时团聚倾向严重,工艺参数受环境因素影响较大等。

化学共沉淀法是在原材料中添加适当的沉淀剂,使原料中的阳离子形成各种形式的沉淀物(其颗粒大小和形状由反应条件控制),然后经过滤、洗涤、干燥得到所需要的颗粒,有时还需要加热分解等工艺。而在沉淀的过程中,温度、PH值、表面活性剂、添加剂、溶剂都是影响沉淀的性质和组成的重要因素。有时为了避免合成纳米颗粒的组分偏析,还需要加入缓释剂来控制沉淀生成的速度,从而避免浓度不均匀而获得凝聚少、纯度高的纳米颗粒。Blaskov [13]将Fe和Co共沉淀,低温煅烧后得到5nm左右的复合颗粒。该颗粒的矫顽力和磁化强度远低于块体CoFeO4。化学共沉淀法工艺设备简单、投资少、污染小、经济可行、产品纯度高,在水溶液中容易控制产物的组分,反应温度低,颗粒均匀,粒径细小,分散性也好,表面活性高,性能稳定和重现性好。但对于多组分氧化物来说,要求各组分具有相同或相近的水解或沉淀条件,特别是各组分之间沉淀速度不一致时,溶液均匀性可能会遭到破坏,此外还容易引入杂质,有时形成的沉淀成胶体状,难以洗涤和过滤,因而此工艺具有一定的局限性。

磁控溅射法是20世纪70年代发展起来的一种高速溅射技术,是利用直流或高频电场使惰性气体发生电离,电离产生的正离子和电子高速轰击靶材表面,使靶材的原子或分子从表面射出,这些溅射出来的原子带有一定的动能和方向性,沉积到基片上形成薄膜。这种方法的优点是可以溅射多组分的材料,溅射速度很高,且与基片粘附性很好,可以得到均匀分布的薄膜,且厚度易控制。但是靶材的利用率低,不易于制成大面积薄膜,费用较高。

脉冲激光沉积法是近年来新出现的沉积技术,其原理是通过高强度、短脉冲的激光束照射到处于真空状态的固体靶材上,使靶材表面产生高温及溶蚀,将其离解成等离子体,然后等离子体再沉积到基地上形成薄膜。Wakano [14]等用这种方法制备了Ni/ZnO半导体磁性纳米颗粒膜。这种方法的优点是易于控制多成分配方,气体可以参与反应,粒子的动能比较大,活性高易于有效形成复杂的氧化膜,成膜温度低,适合难熔材料的制备,适用范围广,设备简单,效率高。

2 纳米磁性材料的应用前景

纳米磁性材料是20世纪70年代后逐步产生、发展、壮大而成为最富有生命力与广阔应用前景的新型磁性材料,它与信息化、自动化、机电一体化、国防等国民经济的方方面面密切相关。

2.1 在通信及计算机方面的应用

将纳米晶的金属软磁颗粒弥散镶嵌在高电阻非磁性材料中,构成两相组织的纳米颗粒薄膜,这种薄膜的电阻率高,被称为巨磁电阻效应材料,在100MHz以上的超高频段显示出优良的软磁特性。1994年,IBM公司研制成功了巨磁阻效应的读出磁头,将磁盘记录密度提高了17倍。1995年,宣布制成每平方英寸3GB硬盘面密度所用的读出头,创下了世界记录。硬盘的容量从4GB提升到了600GB或更高。目前,采用SPIN-VALVE材料研制的新一代硬盘读出磁头,已经把存储密度提高到560亿位/平方英寸。随着低电阻高信号的TMR的获得,存储密度达到了1000亿位/平方英寸。 2007年,全球最大的硬盘厂商希捷科技(Seagate Technology)生产的第四代DB35系列硬盘,现已达到1TB(1000GB)容量。正是依靠巨磁阻材料,才使得存储密度在最近几年内每年的增长速度达到3~4倍。由于磁头是由多层不同材料薄膜构成的结构,因而只要在巨磁阻效应依然起作用的尺度范围内,未来将能够进一步缩小硬盘体积,提高硬盘容量。

除读出磁头外,巨磁阻效应同样可应用于测量位移、角度等传感器中,可广泛地应用于数控机床、汽车导航、非接触开关和旋转编码器中,与光电等传感器相比,具有功耗小、可靠性高、体积小、能工作于恶劣的工作条件等优点。

包覆了超顺纳米磁性微粒的磁性液体也被广泛用在宇航和部分民用领域作为长寿命的动态旋转密封。此外,在电子计算机中为防止尘埃进入硬盘中损坏磁头与磁盘,在转轴处也已普遍采用磁性液体的防尘密封。磁性液体还有其他许多用途,如仪器仪表中的阻尼器、无声快速的磁印刷、磁性液体发电机、医疗中的造影剂等等。

软磁铁氧体在无线电通讯、广播电视、自动控制宇宙航行、雷达导航、测量仪表、计算机、印刷、家用电器等方面均得到了广泛应用。

纳米晶永磁性材料可开发成各种各样的磁性器件,应用于电力电子技术领域,用作电流互感器、开关电源变压器、滤波器、漏电保护器、互感器及传感器等,可取得令人满意的经济效益。

纳米粒子对红外和电磁波有很好的吸收作用,它不仅用于国防隐形飞机、坦克等上面,在民用的领域也有很多用途,如可以做出吸收紫外线的防太阳晒用具、吸收红外的保暖布料,还可以防电磁干扰,在手机的防辐射方面也有用武之地。对于吸收红外线的材料,也可以做成防红外探测器的衣服用到军事上,在夜行军的时候不易被发现。纳米磁性颗粒作为吸波材料的组成之一,亦备受重视。

2.2 在生物医学领域的应用

运用于生物医学领域的纳米材料也叫纳米生物材料,具有小尺寸效应、良好的磁向导性、生物相容性、生物降解性和活性功能基团等特点[15]。医学实验研究表明磁流体能逃逸网状内皮细胞系统的吞噬,具有优良的导向性,是对生物体最有应用前景的导向材料之一[16]。此外,将纳米磁性粒子制成药物载体,通过静脉注射到动物体内,在外加磁场作用下通过纳米微粒的磁性导航,使其移动到病变部位达到定向治疗的目的,该方法局部治疗效果好而且副作用少。

3 展 望

纳米技术作为跨世纪的新学科,它已成为科学界和工程技术界备加关注的热点,将成为本世纪信息时代的核心。美国、日本、德国、英国等发达国家都制定了发展纳米技术的国家规划,并作为自然科学基金优先支持的项目。而我国在纳米技术领域的起步也不晚,纳米技术被认为是我国在本世纪赶超和占领国际一席之地的一个重要高技术领域。国家科委、国家自然科学基金委和国防科工委都积极组织推进这一重大新兴科学技术的发展。目前,我国约有近百个研究机构和大学从事纳米材料的研究工作,其中清华、北大、南京大学、中科院还设有国家重点实验室进行纳米材料的研究。纳米科技的发展给传统磁性产业带来了跨越式发展的重大机遇和挑战,纳米级磁性材料的开发和研究是磁性材料发展的一个必然方向,但同时也应重视用纳米技术改造传统产业和对现有材料进行纳米改性方面的研究,以全面提高企业的技术水平和竞争能力,在世界民族之林树立中华民族的大旗。

摘要：介绍了纳米磁流体、纳米磁性颗粒、纳米磁性微晶及纳米磁性复合材料的制备方法并比较了各种方法的优缺点。并对纳米磁性材料的应用进行了概述,对其研究前景进行了展望。