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，在原子內部,電子不停地自轉，并繞原子核旋轉，電子的這兩種運動都會產生磁性。但是在大多數物質中，電子運動的方向各不相同、雜亂無章，磁效應相互抵消，因此，大多數物質在正常情況下，并不呈現磁性。

鐵、鈷、鎳或鐵氧體等鐵磁類物質有所不同，它內部的電子自旋可以在小范圍內自發地排列起來，形成一個自發磁化區，這種自發磁化區就叫磁疇。鐵磁類物質磁化后，內部的磁疇整整齊齊、方向一致地排列起來，使磁性加強,就構成磁鐵了。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別？

磁鐵是現代工業通過磁化轉化的鐵，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。磁石從中醫角度是講是有調和人體的作用，一般用做保健，很多鞋墊、文胸 、枕頭都已經用到磁石，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，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。現在兩種叫法都用于有磁性的東西了，具體也沒什么區別了。

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）按生產工藝不同分為：燒結鐵氧體（Sintered Ferrite）、粘結鐵氧體（橡膠磁 Rubber Magnet）、注塑鐵氧體 （Injection Ferrite），這三種工藝依據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，已成為應用最為廣泛的永磁體。

2.釹鐵硼磁鐵：釹鐵硼是目前發現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。其本身的機械加工性能亦相當之好。工作溫度最高可達 200 攝氏度。而且其質地堅硬，性能穩定，有很好的性價比，故其應用極其廣泛。但因為其化學活性很強，所以必須對其表面凃層處理。(如鍍 Zn,Ni,電泳、鈍化等)。

3.釤鈷磁鐵（SmCo）依據成份的不同分為 SmCo5 和 Sm2Co17。由于釤鈷材料價格昂貴而使其發展受到限制。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成的一種合金。鑄造工藝可以加工生產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，工作溫度可高達 600 攝氏度以上。鋁鎳鈷永磁產品廣泛應用于各種儀器儀表和其他應用領域。

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。通常將內稟矯頑力大于 0.8kA/m 的材料稱為永磁材料，將內稟矯頑力小于 0.8kA/m 的材料稱為軟磁材料。

5. 稀土磁光材料有哪些應用？

1.磁光調制器

磁光調制器是利用偏振光通過磁光介質發生偏振面旋轉來調制光束。磁光調制器有廣泛的應用，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檢測和傳輸系統中。

2.磁光傳感器

用磁光效應來檢測磁場或電流的器件稱為磁光傳感器。它集激光、光纖和光技術于一體，以光學方式來檢測磁場和電流的強弱及狀態的變化，可用于高壓網絡的檢測和監控，還可用于精密測量和遙控、遙測及自動控制系統。

3.磁光隔離器

在光纖通信、光信息處理和各種測量系統中，都需要有一個穩定的光源，由于系統中不同器件的聯接處往往會反射一部分光，一旦這些反射光進入激光源的腔體，會使激光輸出不穩定，從而影響了整個系統的正常工作。磁光隔離器就是專為解決這一問題而發展起來的一種磁光非互易器件。它能使正向傳輸的光無阻擋地通過，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展起來的高新技術。磁光記錄是目前最先進的信息存儲技術，它兼有磁盤和光盤兩者的優點。磁光盤廣泛應用于國家管理、軍事、公安、航空航天、天文、氣象、水文、地質、石油礦產、郵電通訊、交通、統計規劃等需要大規模數據實時收集、記錄、存儲及分析等領域，特別是對于集音、像、通訊、數據計算、分析、處理和存儲于一體的多媒體計算機來說，磁光存儲系統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，產生磁化強度垂直于膜面的磁疇，利用該磁疇進行信息的寫入，利用克爾磁光效應讀出。

6. 磁光盤的材質是什么？

磁光盤是 80 年代開始應用的產品，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，與盤無機械接觸，故壽命長，反復擦、寫可達上百萬次(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，是普通微機軟磁盤的 800～1000 倍以上，因此發展十分迅速。

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。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鍵材料。

7. 鐵氧體與釹鐵硼的性能比較？

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

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

性能上：鐵氧體耐溫及穩定性都很好、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。

鐵氧體優點：鐵氧體的優點是磁導率很高、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。

釹鐵硼優點：磁力強，性價比高，用途廣泛、具良好的機械特性。

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,但是性能最穩定。