磁性材料知識問答（知識類1-7）

1. 磁鐵為什么會有磁性？

物質(zhì)大都是由分子組成的，分子是由原子組成的，原子又是由原子核和電子組成的，在原子內(nèi)部,電子不停地自轉(zhuǎn)，并繞原子核旋轉(zhuǎn)，電子的這兩種運動都會產(chǎn)生磁性。但是在大多數(shù)物質(zhì)中，電子運動的方向各不相同、雜亂無章，磁效應(yīng)相互抵消，因此，大多數(shù)物質(zhì)在正常情況下，并不呈現(xiàn)磁性。

鐵、鈷、鎳或鐵氧體等鐵磁類物質(zhì)有所不同，它內(nèi)部的電子自旋可以在小范圍內(nèi)自發(fā)地排列起來，形成一個自發(fā)磁化區(qū)，這種自發(fā)磁化區(qū)就叫磁疇。鐵磁類物質(zhì)磁化后，內(nèi)部的磁疇整整齊齊、方向一致地排列起來，使磁性加強,就構(gòu)成磁鐵了。磁鐵的吸鐵過程就是對鐵塊的磁化過程，磁化了的鐵塊和磁鐵不同極性間產(chǎn)生吸引力，鐵塊就牢牢地與磁鐵“粘”在一起了，我們就說磁鐵有磁性了。

2. 吸鐵石和磁鐵磁石有何區(qū)別？

磁鐵是現(xiàn)代工業(yè)通過磁化轉(zhuǎn)化的鐵，也就是有了磁性的鐵，但是磁性不固定，時間長了會消磁。磁石是自然界的有磁性的石頭，也就是永磁體。磁石從中醫(yī)角度是講是有調(diào)和人體的作用，一般用做保健，很多鞋墊、文胸 、枕頭都已經(jīng)用到磁石，但并非治病。

磁鐵能夠吸住鐵、鎳、鈷等金屬，俗稱為吸鐵石。可分為一般常見的永久磁鐵，以及通電時才具備磁性的電磁鐵。我們常說的吸鐵石其實就叫磁鐵，但是真正的吸鐵石是一種礦石，里邊含有大量磁性物質(zhì)，能夠吸引鐵，所以叫吸鐵石。

因為鐵可以被磁化（其實就是鐵的組成原子被重新排列），具備像吸鐵石一樣能夠吸引鐵的能力。但是磁性不如磁石?，F(xiàn)在兩種叫法都用于有磁性的東西了，具體也沒什么區(qū)別了。

3. 磁鐵的種類有哪些？

磁性料材主要有二大類: 一是永磁材料(也叫硬磁):材料本身就具有保存磁力的特點 二是軟磁(也叫電磁鐵):需要外界通電才能產(chǎn)生磁力。我們平是說的磁鐵,一般都是指永磁材料。

永磁材料也有二大分類: 一大類是：合金永磁材料包括稀土永磁材料（釹鐵硼 Nd2Fe14B）、釤鈷(SmCo)、釹鎳鈷（NdNiCO）二大類是：鐵氧體永磁材料（Ferrite）按生產(chǎn)工藝不同分為：燒結(jié)鐵氧體（Sintered Ferrite）、粘結(jié)鐵氧體（橡膠磁 Rubber Magnet）、注塑鐵氧體 （Injection Ferrite），這三種工藝依據(jù)磁晶的取向不同又各分為等方性和異方性磁體。

這些就是目前市面上的主要永磁材料。

1.鐵氧體磁鐵：鐵氧體主要原料包括 BaFe12O19 和 SrFe12O19。通過陶瓷工藝法制造而成，質(zhì)地比較硬，屬脆性材料，由于鐵氧體磁鐵有很好的耐溫性、價格低廉、性能適中，已成為應(yīng)用最為廣泛的永磁體。

2.釹鐵硼磁鐵：釹鐵硼是目前發(fā)現(xiàn)商品化性能最高的磁鐵，被人們稱為磁王，擁有極高的磁性能其最大磁能積(BHmax)高過鐵氧體(Ferrite)10 倍以上。其本身的機(jī)械加工性能亦相當(dāng)之好。工作溫度最高可達(dá) 200 攝氏度。而且其質(zhì)地堅硬，性能穩(wěn)定，有很好的性價比，故其應(yīng)用極其廣泛。但因為其化學(xué)活性很強，所以必須對其表面凃?qū)犹幚怼?如鍍 Zn,Ni,電泳、鈍化等)。

3.釤鈷磁鐵（SmCo）依據(jù)成份的不同分為 SmCo5 和 Sm2Co17。由于釤鈷材料價格昂貴而使其發(fā)展受到限制。釤鈷磁石（SmCo）作為稀土永磁鐵，不但有著較高的磁能積（14-28MGOe）、可靠的矯頑力和良好的溫度特性。與釹鐵硼磁鋼相比，釤鈷磁鐵更適合工作在高溫環(huán)境中。

4.鋁鎳鈷磁鐵：鋁鎳鈷是由鋁、鎳、鈷、鐵和其它微量金屬元素構(gòu)成的一種合金。鑄造工藝可以加工生產(chǎn)成不同的尺寸和形狀，可加工性很好。鑄造鋁鎳鈷永磁有著最低可逆溫度系數(shù)，工作溫度可高達(dá) 600 攝氏度以上。鋁鎳鈷永磁產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各種儀器儀表和其他應(yīng)用領(lǐng)域。

4. 金屬磁性材料如何劃分？

金屬磁性材料分為永磁材料、軟磁材料二大類。通常將內(nèi)稟矯頑力大于 0.8kA/m 的材料稱為永磁材料，將內(nèi)稟矯頑力小于 0.8kA/m 的材料稱為軟磁材料。

5. 稀土磁光材料有哪些應(yīng)用？

1.磁光調(diào)制器

磁光調(diào)制器是利用偏振光通過磁光介質(zhì)發(fā)生偏振面旋轉(zhuǎn)來調(diào)制光束。磁光調(diào)制器有廣泛的應(yīng)用，可作為紅外檢測器的斬波器，可制成紅外輻射高溫計、高靈敏度偏振計，還可用于顯示電視信號的傳輸、測距裝置以及各種光學(xué)檢測和傳輸系統(tǒng)中。

2.磁光傳感器

用磁光效應(yīng)來檢測磁場或電流的器件稱為磁光傳感器。它集激光、光纖和光技術(shù)于一體，以光學(xué)方式來檢測磁場和電流的強弱及狀態(tài)的變化，可用于高壓網(wǎng)絡(luò)的檢測和監(jiān)控，還可用于精密測量和遙控、遙測及自動控制系統(tǒng)。

3.磁光隔離器

在光纖通信、光信息處理和各種測量系統(tǒng)中，都需要有一個穩(wěn)定的光源，由于系統(tǒng)中不同器件的聯(lián)接處往往會反射一部分光，一旦這些反射光進(jìn)入激光源的腔體，會使激光輸出不穩(wěn)定，從而影響了整個系統(tǒng)的正常工作。磁光隔離器就是專為解決這一問題而發(fā)展起來的一種磁光非互易器件。它能使正向傳輸?shù)墓鉄o阻擋地通過，而全部排除從光纖功能器件接點處反射回來的光，從而有效地消除了激光源的噪聲。

4.磁光記錄

磁光記錄是近十幾年迅速發(fā)展起來的高新技術(shù)。磁光記錄是目前最先進(jìn)的信息存儲技術(shù)，它兼有磁盤和光盤兩者的優(yōu)點。磁光盤廣泛應(yīng)用于國家管理、軍事、公安、航空航天、天文、氣象、水文、地質(zhì)、石油礦產(chǎn)、郵電通訊、交通、統(tǒng)計規(guī)劃等需要大規(guī)模數(shù)據(jù)實時收集、記錄、存儲及分析等領(lǐng)域，特別是對于集音、像、通訊、數(shù)據(jù)計算、分析、處理和存儲于一體的多媒體計算機(jī)來說，磁光存儲系統(tǒng)的作用是其它存儲方式無法代替的。磁光存貯是通過激光加熱和施加反向磁場在稀土非晶合金薄膜上，產(chǎn)生磁化強度垂直于膜面的磁疇，利用該磁疇進(jìn)行信息的寫入，利用克爾磁光效應(yīng)讀出。

6. 磁光盤的材質(zhì)是什么？

磁光盤是 80 年代開始應(yīng)用的產(chǎn)品，光盤共有三大類。一種是只讀式的，盤上記錄的信號既不能擦除，也不能重寫，只能讀出，就象“唱片”一樣，目前市售的 VCD 光盤即是。第二類是一次寫入型，原光盤無記錄，有如空白“磁帶”，可錄入信息和讀出，但一旦錄入信息就再也不能擦除。第三類是可擦重寫的，如磁盤一樣，可擦除、重寫和讀出。由于其寫、讀皆通過材料的磁光效應(yīng)，與盤無機(jī)械接觸，故壽命長，反復(fù)擦、寫可達(dá)上百萬次(壽命大于 10 年以上，而一般光盤約為 2 年)。而且，磁光盤記錄密度是硬磁盤的 50 倍，是普通微機(jī)軟磁盤的 800～1000 倍以上，因此發(fā)展十分迅速。

磁光盤是以稀土元素(RE)鋱、鏑、釓等與過渡族金屬(TM)鐵、鈷的非晶合金薄膜為記錄介質(zhì)。這種磁光記錄薄膜是用 Tb-FeCo 等 RE-TM 合金靶材通過真空濺射沉積而成的，RE-TM 合金靶材是制造磁光盤的關(guān)鍵材料。

7. 鐵氧體與釹鐵硼的性能比較？

外觀上：鐵氧體質(zhì)松且沒有金屬光澤，一般不電鍍，通常為黑色。釹鐵硼基本都要進(jìn)行電鍍，否則很容易生銹。表面有銀白色金屬光澤。

磁力上：據(jù)查資料得知，鐵氧體磁力通常為 800-1000 高斯，密度為 5(g/cm3)。而在裸磁的狀態(tài)下，釹鐵硼磁力可達(dá)到 3500 高斯左右。密度為 7.5(g/cm3)。

性能上：鐵氧體耐溫及穩(wěn)定性都很好、相比之下釹鐵硼普通的耐溫只有 80 度。且價格也便宜。釹鐵硼；釹鐵硼具有體積小、重量輕和磁性強等特點，磁性跟鐵氧體完全不一個級別。

價格上：鐵氧體通常便宜，很多都是按件計算的，價格跟鐵氧體的外形、尺寸、加工難度等都有影響。釹鐵硼：現(xiàn)在釹鐵硼價格幾乎一天一變，具體跟你需要使用的牌號及特殊要求而定。

鐵氧體優(yōu)點：鐵氧體的優(yōu)點是磁導(dǎo)率很高、價格便宜、耐溫性超強、適合于低頻的場合。

鐵氧體缺點：磁力不好。

釹鐵硼優(yōu)點：磁力強，性價比高，用途廣泛、具良好的機(jī)械特性。

釹鐵硼缺點：溫度特性差，易碎。

最便宜的是鐵氧體磁鋼,性能最高的是釹鐵硼磁鋼,但是性能最穩(wěn)定。