專注強力磁鐵三十年,下設燒結廠、高端磁材加工廠、環保電鍍廠、磁性組件裝配廠。
大家小時候一定玩過磁鐵,肯定也發現過這樣的現象:磁鐵可以吸引鐵釘、鐵片之類的鐵制品,卻不能吸引木頭桌子或者鋁鍋,這是為什么呢?
要理解固體中的磁性,先要認識電子的量子特性――自旋。就像電荷、質量一樣,自旋也是微觀粒子的內稟屬性,它并不是微觀粒子的自轉引起的,而是量子化的必然特性。電子自旋會產生自旋磁矩,電子繞原子核運動還會產生軌道磁矩,磁矩的方向垂直于回路平面,磁矩可以看成是一個個小磁針。如果有序排列的原子磁矩大小相同并且方向相同,那么材料整體將體現磁性。
螺線管磁場
實驗表明,任何物質在外磁場中都或多或少地被磁化,只是磁化的程度不同。鐵是一種鐵磁性材料。鐵磁性材料中相鄰原子或離子的磁矩間存在一定的相互作用(限制),會使某些區域中磁矩大致按同一個方向排列,這樣就形成了一個磁疇,磁疇內的磁性非常強。材料內部有許多這樣的磁疇,但是不同磁疇的磁矩取向是隨機的,材料整體上并不表現出強磁性。磁鐵吸引鐵的主要原因是鐵本身發生了自發磁化,并形成一個自發磁化區即磁疇。鐵磁類物質磁化后,內部的磁疇會整齊劃一地排列起來,使整體表現出磁性,從而可以被磁鐵所吸引。除了鐵以外,鈷、鎳、釓、釹等過渡金屬和稀土金屬都具有自發磁化性質。撤去磁鐵之后,有的鐵磁材料仍可保持磁疇有序排列而保留磁性,有的則會很快消失磁性。純鐵的磁性就不容易保持,而摻入一定量的碳等雜質鑄成的鋼磁性就很好。目前發現最強的永磁體是釹鐵硼材料,因其優異的磁性而被稱為“磁王”,在現代工業和電子技術中都有著重要的應用。
木頭內部沒有磁疇,其原子中電子磁矩是相互抵消的,當受到外磁場作用時,會產生反抗外磁場的微小磁矩,導致不能被吸引。鋁則是一種順磁性物質,未受磁場作用時,磁矩無序排列,加外磁場之后,磁矩趨向于和外磁場一致,但是一致性沒有鐵磁性材料強,所以普通磁鐵并不能吸引鋁塊。
固體材料的磁性也與材料的溫度有關。對于鐵磁材料,在一定溫度以上,原子的熱振動過于劇烈而打亂原來一致排列的磁矩,材料會從鐵磁體過渡到順磁體,對應的溫度點叫作居里點。家用的電飯煲就是利用了鐵磁體的居里點,當鍋中米飯加熱到103℃附近時,達到了電飯煲下面的鐵磁材料的居里點,退磁后的磁鋼片吸引力大大降低,從而自動斷開了加熱開關,讓電飯煲進入保溫狀態,這樣米飯既能煮熟又不會糊掉。
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