第一篇:絕磁材料
絕磁材料
有什么材料可以隔絕磁性呢。
將一塊磁鐵用金屬盒子罩起來,即磁屏蔽。
磁屏蔽
磁屏蔽理論和實(shí)踐
引言
在低頻(DC到100KHz)磁屏蔽中,設(shè)計(jì)低成本屏蔽體的最關(guān)鍵因素是對(duì)磁屏蔽的透徹理解。其目的是要達(dá)到減少所規(guī)定的磁場(chǎng),這樣使其對(duì)所屏蔽的器件或系統(tǒng)不形成威脅。一旦這一目標(biāo)被確定,就應(yīng)考慮會(huì)影響到屏蔽體的低成本設(shè)計(jì)的一些基本設(shè)計(jì)因素。這些包括:
材料的選擇、主要設(shè)計(jì)參數(shù)和加工工藝。材料的選擇
對(duì)于屏蔽體來說,所選擇的材料的類型對(duì)其性能和成本影響極大。在設(shè)計(jì)屏蔽體時(shí)有一點(diǎn)是重要的,就是要深入了解普通使用的不同屏蔽
合金的特性。對(duì)這些不同性能的理解就可使你選擇合適的材料,去滿足目標(biāo)要求。
磁屏蔽材料要根據(jù)各自的特性進(jìn)行選擇,特別是磁導(dǎo)率和磁飽和性能。由于在變更低頻磁場(chǎng)方向的效能,所以高磁導(dǎo)率材料(比如含80
%的鎳合金Mumetal,這是一種高磁導(dǎo)率鐵鎳合金)是經(jīng)常使用的屏蔽材料。這些合金可滿足MIL-N-14411C部分1和ASTM A
753-97樣式4的要求。其可得到的相對(duì)較薄的厚度為0.002到0.125英寸,并極易被有經(jīng)驗(yàn)的屏蔽加工者加工出來。
在需要于極小空間內(nèi)降低磁場(chǎng)時(shí),典型上使用這些合金。在需要提供比要求更高屏蔽時(shí),或是磁場(chǎng)強(qiáng)度(在較高場(chǎng)強(qiáng)時(shí)更為典型)需要具
有更高飽和值材料時(shí),這些材料常被選中。
在屏蔽目標(biāo)僅需要稍微減少場(chǎng)強(qiáng)時(shí)(減少1~1/4),或是當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)足以使高磁導(dǎo)率屏蔽體飽和時(shí),超低碳鋼(ULCS)可能是最佳的
選擇。這些較低成本材料的碳含量典型小于0.01%;與其它鋼相比,其有較高的磁導(dǎo)率和極優(yōu)的飽和性能。這些材料具有較小的柔韌性,并比
硅鋼較容易制造,這就允許在大面積屏蔽項(xiàng)目中容易安裝和以同樣的方式加工出小型組件。ULCS可與高磁導(dǎo)率材料一起使用,以為需要高
飽和保護(hù)和高衰減等級(jí)建立最佳的屏蔽體。
對(duì)于低溫用的屏蔽體,Cryoperm 10(為德國Vaccumschmelze GmbHg公司的注冊(cè)商標(biāo))為一種最佳選擇。與Mumetal一樣,Cryoperm
10也是一種高磁導(dǎo)率鎳鐵合金,它是經(jīng)特殊加工而成的,以提供在降低溫度時(shí)磁導(dǎo)率增加。標(biāo)準(zhǔn)的屏蔽合金(比如Mumetal)在低溫時(shí)就
失去了其大部分磁導(dǎo)率。但是Cryoperm10可在77.3到4.2°K時(shí)的磁導(dǎo)率卻增加10倍。表1示出了最常用的屏蔽材料的磁導(dǎo)率飽和值的比
較。
飽和磁導(dǎo)率材料(高斯)
μ(最大)
μ(40)
Amumetal(80%鎳)
8,000 400,00 60,000
Amunickel(48%鎳)
15,000 150,000 12,000
Cryoperm10 9,000 250,000 65,000
超低碳鋼
22,000 4,000 1,000
表1 由于材料的成本占屏蔽體價(jià)格的一半,所以使用較薄的尺寸能滿足所要求的屏蔽特性和結(jié)構(gòu)性能是最好了。厚度為0.002到0.010英寸的箔材是最低成本的選擇。這些箔材能以同等的化學(xué)組分和性能特性獲得,并可作為標(biāo)準(zhǔn)的以鎳為基礎(chǔ)的和ULCS材料。
設(shè)計(jì)低成本屏蔽體的最重要的一步,就是對(duì)這些典型屏蔽材料特性及其對(duì)屏蔽性能影響的了解。一旦合適的材料被選中,其重點(diǎn)要集中于基本的設(shè)計(jì)考慮,以使其不但性能最佳,而且對(duì)成本的影響最小。設(shè)計(jì)考慮
大部分屏蔽體用的公式和模型的開發(fā)是基于圓形或無限長(zhǎng)的圓柱體幾何形狀的。在實(shí)際應(yīng)用中,所給定屏蔽體的實(shí)踐形狀由器件結(jié)構(gòu)和屏蔽體自身的可利用空間所決定。在設(shè)計(jì)一屏蔽體時(shí),要了解的重要的結(jié)構(gòu)是,要使磁力線旋轉(zhuǎn)90°是困難的。但是,圓形屏蔽體,比如要改變圓柱體或是具有圓形角的盒體的磁力線的方向要比具有方形角的屏蔽體容易一些。類似地,對(duì)于包容已進(jìn)入屏蔽材料的磁力線并改變其方向,圓角要比尖角好一些。保持可提供低磁阻路徑的屏蔽體形狀簡(jiǎn)單或磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的“最低磁阻路徑”是很重要的。
屏蔽體的尺寸在屏蔽效率和成本方面的重要性極大。屏蔽體的有效半徑越小,其整體性能就越好。但是,設(shè)計(jì)屏蔽體的目的是使其包絡(luò)試圖屏蔽的組件和空間,并應(yīng)該靠得很近。由于材料占屏蔽體設(shè)計(jì)的大部分成本,因此較小屏蔽體就可以在較低成本下獲得較優(yōu)的性能。
每當(dāng)有可能,屏蔽體應(yīng)與所有壁靠近,以避免場(chǎng)泄漏。這種結(jié)構(gòu)(即使是矩形)也是最接近于圓形的,它可以建立一個(gè)半閉合的磁路。另外,全部箱體可在所有軸上獲得屏蔽特性,這樣就可以保證最好的屏蔽性能。當(dāng)特殊的性能和進(jìn)出口需要時(shí),可移動(dòng)的蓋板、罩和門均可組合到屏蔽體設(shè)計(jì)中去。
在利用蓋板、罩和門時(shí)或使用兩塊或多塊板構(gòu)建屏蔽體時(shí),在多塊板間保持磁連續(xù)性和電接觸是很重要的。可通過機(jī)械式(利用磨擦組件)或焊接保持磁連續(xù)性。在拐角或過渡連接,使用焊接可獲得最佳性能。維持表面間的連續(xù)性就可以保證磁力線連續(xù)沿其低磁阻路徑前進(jìn),這樣可以提高屏蔽效能。在交流場(chǎng),保持磁連續(xù)性就允許較高的感應(yīng)電流屏蔽,在直流場(chǎng),對(duì)于適當(dāng)?shù)拇帕€分路,連續(xù)性也是重要的。
如果你不能靠近屏蔽體的一端或兩端,要特別注意開端的長(zhǎng)一直徑比。屏蔽體的這種長(zhǎng)—直徑比至少應(yīng)為4:1,以避免“端接效應(yīng)”和磁力線穿透屏蔽體范圍。經(jīng)驗(yàn)法則是,屏蔽體需要延伸到器件的外部,這樣可以用與開孔半徑相等部分進(jìn)行保護(hù)。由于增加了屏蔽體的長(zhǎng)度同時(shí)保持直徑不變,就可以用無限長(zhǎng)圓柱體模型進(jìn)行近似。當(dāng)圓柱型或矩形屏蔽體需要大的開孔時(shí),垂直于屏蔽體壁的的管可用于由于開孔而引起屏蔽體的磁場(chǎng)強(qiáng)度的減少。管的長(zhǎng)度應(yīng)正比于所屏蔽的開孔的直徑。
在設(shè)計(jì)過程早期就應(yīng)考慮這些問題,可使這些主要設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)屏蔽體的成本影響較小。但是,這些因素要比材料本身對(duì)屏蔽體性能的影響要大。這樣,在設(shè)計(jì)屏蔽體時(shí),最先保證這些基本參數(shù)通常是需要的。生產(chǎn)技術(shù)
一種好的屏蔽體設(shè)計(jì)要涉及到加工過程,其可提供所需要的結(jié)構(gòu)和特性。在過去,大部分磁屏蔽體是用標(biāo)準(zhǔn)的精密片狀金屬加工技術(shù)通過剪切、穿孔、成型和焊接加工出來的?,F(xiàn)在,利用先進(jìn)的激光切割系統(tǒng),個(gè)別部件的剪切和計(jì)算機(jī)化的數(shù)字控制沖孔都由一步激光切割技術(shù)所代替。主要的屏蔽元件的一步加工技術(shù)可使加工時(shí)間更快和降低加工成本,而無須高成本的加工方法。特別是對(duì)于型材和特殊設(shè)備(比如專用切割和系列化),這種過程可為屏蔽設(shè)計(jì)者提供更大的靈活性。
利用母材并使用縫隙和連接點(diǎn)的氬弧焊或疊層縫隙的點(diǎn)焊,就可以組裝多個(gè)屏蔽元件。氬弧焊可使組裝的屏蔽體得到最佳化的磁連續(xù)性,它可用于使用高屏蔽性能方面。對(duì)于大部分應(yīng)用,與氬弧焊相比,法蘭和疊層連接的點(diǎn)焊可獲得更高級(jí)的磁連續(xù)性。
為使典型的屏蔽合金(如Mumetal)達(dá)到最佳性能,還要進(jìn)行特殊的被稱為氫退火的熱處理循環(huán)。一旦所有加工過程完成,就可以進(jìn)行退火過程。但在退火以后,對(duì)屏蔽體進(jìn)行沖擊和振動(dòng)試驗(yàn),將降低材料的性能。嚴(yán)格遵守所規(guī)定的退火周期,不但能保證獲得最佳磁屏蔽性能,而且還可以將未退火材料的磁導(dǎo)率平均提高40倍。結(jié)論
對(duì)所規(guī)定的屏蔽任務(wù)的了解有助于最好的材料、結(jié)構(gòu)和加工藝的選擇。這種評(píng)價(jià)可在最佳成本下保持最好的屏蔽性能
參考資料:http://zhidao.baidu.com/question/49859583.html?si=1
絕磁材料的產(chǎn)生將有何意義
答案
電磁屏蔽的作用是切斷電磁波的傳播途徑,從而消除干擾。在解決電磁干擾問題的諸多手段中,電磁屏蔽是最基本和有效的。用電磁屏蔽的方法來解決電磁干擾問題的最大好處是不會(huì)影響電路的正常工作,因此不需要對(duì)電路做任何修改。應(yīng)用領(lǐng)域: 工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域、航空航天、石油勘測(cè)、醫(yī)療設(shè)備、物理研究、航海、計(jì)算機(jī)、通信、汽車、軍事、CRT顯示器屏蔽、墻體和房屋等屏蔽 應(yīng)用方式: 磁屏蔽材料可用于屏蔽磁場(chǎng)干擾源,防止電磁輻射產(chǎn)生 磁性屏蔽材料用于屏蔽敏感部件或設(shè)備,防止磁場(chǎng)干擾設(shè)備或系統(tǒng)的正常工作屏蔽原理: 磁場(chǎng)由磁體產(chǎn)生,由磁體的N極指向S極,在磁體的外部形成閉合的形式,距離輻射源越近,磁場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng)。磁場(chǎng)的屏蔽的原理是利用磁性屏蔽材料,改變磁場(chǎng)的方向,由于磁場(chǎng)通過低磁阻的通路被旁路掉,因此可保證被屏蔽的物體不受磁場(chǎng)的干擾影響。利用磁性屏蔽材料可以給磁場(chǎng)提供一個(gè)低磁阻的磁通路,需要選擇怎樣的材料,提供什么樣的通路,應(yīng)與被保護(hù)位置處的磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān),磁場(chǎng)越強(qiáng),磁通路的磁阻越低,磁導(dǎo)率越高,也就是說磁性材料的選擇與被屏蔽處的磁場(chǎng)有密切的關(guān)系,因此在進(jìn)行磁性屏蔽設(shè)計(jì)之前,首先需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)試,根據(jù)繪制的測(cè)試結(jié)果圖進(jìn)行磁性屏蔽材料、厚度、尺寸等選擇與設(shè)計(jì)。
微納米和微米木纖維理論研究的現(xiàn)狀與工業(yè)化前景
戰(zhàn)麗 楊春梅 馬巖
東北林業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,黑龍江哈爾濱150040
文章摘要: 微納米和微米木纖維技術(shù)是近代高科技技術(shù)與木材工業(yè)結(jié)合的集中體現(xiàn)。本文綜合介紹了國產(chǎn)外微納米和微米木纖維理論研究現(xiàn)狀,闡述了微納米和微米木纖維理論的應(yīng)用在我國的工業(yè)化前景。(共3頁)
文章關(guān)鍵詞: 微納米技術(shù) 微米木纖維 工業(yè)化前景 發(fā)展趨勢(shì) 微納米材料 木材工業(yè) 木材微納米膠合化學(xué) 現(xiàn)狀
文章快照:
維加工出來以后,機(jī)械高得漿率的優(yōu)點(diǎn)就可以得到實(shí)現(xiàn),我們就可以不必用化學(xué)的方法分離纖維,從而避免造成污染和能源、水、出漿率的浪費(fèi),并利用微納米技術(shù)形成造紙纖維的高得漿率方法。同時(shí),小造紙的污染問題也可以得到解決。林化產(chǎn)品的微納米化學(xué)研究是微納米技術(shù)在木材工業(yè)發(fā)展最有前途的產(chǎn)業(yè)。微納米沒有污染的木材造紙技術(shù)研究可能在近期就會(huì)出現(xiàn)突破,使用物理法制造催化劑可以徹底解決造紙的污染問題。木材在變成微納米尺寸以后,木材的材料特異性質(zhì)、尺寸效應(yīng)及其變化機(jī)理和木材改性的顯微結(jié)構(gòu)關(guān)系可能使木材改性出現(xiàn)突破性進(jìn)展。當(dāng)木粉變成微納米的粒度以后,原來木材理化指標(biāo)都將發(fā)生變化。以木材液化為例,現(xiàn)在木材液化的成本非常高,幾乎沒有工業(yè)價(jià)值,而且傳統(tǒng)木材液化的方法基本是以酚或多元醇在高溫下進(jìn)行的液化過程,有時(shí)還要以酸、堿為催化劑,造成相當(dāng)嚴(yán)重的污染。如果將木粉用機(jī)械加工方法達(dá)到微納米,則木材原來細(xì)胞的結(jié)構(gòu)就完全發(fā)生了變化,木纖維、半纖維素、木質(zhì)素在加工的過程中用機(jī)械的方法就可以分離出來。在細(xì)粉狀態(tài)下進(jìn)行木材液化可以改變木材液化的方式和成本,使木材液化真正工業(yè)化。在復(fù)雜木雕制品的加工中,采用RIM技術(shù),利用直接CAD將微納米木粉形成復(fù)雜木雕制品,則可能開創(chuàng)一種新的木材加工方法。利用木材細(xì)胞的自組裝方式可以形成新的木基復(fù)合材料,并形成微納米木基復(fù)合材料及其形成機(jī)理的新理論。微納米無機(jī)/聚合物雜化木塑復(fù)合材、木材在微納米狀況下和高分子材料細(xì)胞結(jié)構(gòu)重組、木基微納米仿生材料主要的研究都將開創(chuàng)木材科學(xué)研究的新領(lǐng)域。微納米木粉材料的工業(yè)化前途已經(jīng)明朗,廉價(jià)、批量生產(chǎn)微納米木粉材料的商業(yè)化環(huán)境已經(jīng)形成。微納米技術(shù)在木材工業(yè)上的突破將從微納米木粉的大規(guī)模生產(chǎn)開始。木材微納米膠合化學(xué)也是相當(dāng)有應(yīng)用前景的工業(yè),微納米木粉生產(chǎn)的無污染膠粘劑可能代替含甲醛的有毒膠,膠粘劑的綠色革命可能從木材的微納米技術(shù)開始;木材表觀微納米摩擦學(xué)的表征與檢測(cè)技術(shù)也將成為木材微納米技術(shù)新的研究領(lǐng)域。微納米阻燃材料作為木材的涂飾材料可能最廉價(jià)地解決木材的阻燃問題。木制磁材料和木制絕磁材料的研究將使磁材料和絕磁材料生產(chǎn)的成本下降。在微納米材料中,木制微納米粉的成本可能是最低的,木材的絕磁特性在這種材料中將得到充分的發(fā)揮,木材和磁性材料的親和性以及低廉的成本為制造木制磁材料提供了條件。發(fā)光木材的開發(fā)也將依賴木材微納米技術(shù)的開發(fā);木制高強(qiáng)度薄膜產(chǎn)品將靠木材微米木纖維的高密度模壓技術(shù)實(shí)現(xiàn);高密度木制產(chǎn)品的強(qiáng)度可以和普通鋼材相比擬;木基空腔體材料和多孔材料的制備技術(shù)也是木材微納米技術(shù)的發(fā)展方向。由于微納米技術(shù)是人類開拓的一個(gè)新的領(lǐng)域,微納米新技術(shù)需要研究的方向?qū)映霾桓F。微納米林化合成新方法的研究包括木纖維、人造板微納米貼面、木制空腔體材料和多孔材料的制備技術(shù),木材微納米材料的特異性質(zhì)、木材微納米尺寸效應(yīng)及其機(jī)理以及與顯微結(jié)構(gòu)的關(guān)系,局域微納米木粉化學(xué)的研究,微納米木粉物理法制造催化劑和不使用酸及沒有酸污染研究,微納米人造板自組裝材料及其形成機(jī)理研究,微納米無機(jī)/聚合物雜化木基材料和微納米生物仿生材料的研究。木材工業(yè)微納米材料的工業(yè)化前提是廉價(jià),批量生產(chǎn)的途徑研究是關(guān)鍵技術(shù)。微納米科技是多學(xué)科交叉、基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)緊密聯(lián)系的高新技術(shù),微納米材料學(xué)、微納米機(jī)械學(xué)、微納米電子學(xué)、微納米化學(xué)、微納米生物學(xué)都將出現(xiàn)創(chuàng)造性的成果。這些成果都將推動(dòng)木材微納米技術(shù)的發(fā)展,將為我們?nèi)祟悇?chuàng)造一個(gè)新的未來。主要作者簡(jiǎn)介:戰(zhàn)麗,東北林業(yè)大學(xué)博士生,講師;馬巖,東北林業(yè)大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師。2003~第5期、。————————————_(0≥:’一l第31卷
第二篇:《磁是什么》教案
磁是什么
【教學(xué)目標(biāo)】
1、知識(shí)與技能:
⑴知道磁在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)乃至高科技領(lǐng)域有著重要作用 ⑵知道磁體有吸鐵性和指向性
⑶知道磁極間的相互作用規(guī)律,會(huì)判斷物體是否有磁性 ⑷知道磁體周圍存在著磁場(chǎng)和磁場(chǎng)具有方向性
⑸知道磁感線,能用磁感線形象描述磁場(chǎng)
2、過程與方法:
⑴通過觀察、思考、討論等學(xué)習(xí)過程知道磁在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用
⑵通過實(shí)驗(yàn)探究的方法認(rèn)識(shí)磁體的吸鐵性和磁極間的相互作用規(guī)律,知道如何用磁感線描述磁場(chǎng)
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀:
⑴通過實(shí)驗(yàn)探究,體會(huì)探究實(shí)驗(yàn)的魅力和樂趣 ⑵通過了解我國古代的磁學(xué)成就,增強(qiáng)民族自豪感 【教學(xué)重點(diǎn)】
⑴正確認(rèn)識(shí)磁鐵及磁極間的相互作用規(guī)律 ⑵感知磁場(chǎng),并會(huì)用磁感線描述磁場(chǎng) 【教學(xué)難點(diǎn)】
感知磁體周圍存在磁場(chǎng)并會(huì)用磁感線描述磁場(chǎng) 【教學(xué)方法】
演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)相結(jié)合、分析 歸納
【教學(xué)器材】
條形磁體、蹄形磁體、鐵塊、銅塊、鋁塊、硬幣,鐵釘,塑料尺,大頭針,羅盤、磁針、鐵架臺(tái)、磁場(chǎng)立體分布模型等。
【教學(xué)過程】
一、引入新課:
同學(xué)們對(duì)于磁的認(rèn)識(shí)并不陌生,其實(shí),中國就是磁的故鄉(xiāng),而且中國還是世界上最早發(fā)明指南針的國家,對(duì)于磁鐵,你知道生活中有哪些妙用嗎?
二、新
授:
[活動(dòng)一]實(shí)驗(yàn)探究:磁鐵能吸引哪些物體?
學(xué)生利用桌面上的器材動(dòng)手實(shí)驗(yàn),用磁鐵吸引身邊的一些物體,如小刀、鉛筆、鋼筆、橡皮……
師:說一說磁鐵能夠吸引哪些物體? 生:小刀、鋼筆、鐵制鉛筆盒……
師:磁鐵除了吸引鋼鐵,還能吸引鈷、鎳以及含有鐵、鈷、鎳的物體??偨Y(jié):
1、磁鐵能吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)叫磁性。
2、具有磁性的物體叫磁體。
教師指出,永磁體可以分為天然磁體和人造磁體,并用課件展示生活中常見的各種人造磁體,條形、蹄形、環(huán)形、磁針等。
[活動(dòng)二]實(shí)驗(yàn)探究:磁鐵各部分磁性一樣強(qiáng)嗎?
學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn),用條形磁體上不同部位去吸引大頭針或鐵屑,感受磁體上各部分磁性的強(qiáng)弱。
師:通過實(shí)驗(yàn),你覺得磁體上各部分的磁性一樣強(qiáng)嗎? 生:不一樣,兩頭最強(qiáng),中間最弱。
總結(jié):磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫做磁極。[活動(dòng)三]實(shí)驗(yàn)探究:怎樣表示磁體的兩個(gè)極呢? 演示:磁體的指向性,把一個(gè)小磁針放在桌面上,靜止時(shí)指示南北。師:任何磁體都有兩個(gè)極。
兩個(gè)磁極中一個(gè)指南,叫南極,用“S”表示; 兩個(gè)磁極中一個(gè)指北,叫北極,用“N”表示; 師:指南針為什么要指示南北呢? 生:地球是一個(gè)大磁體。
課件展示:地磁場(chǎng)的分布情況,同時(shí),給學(xué)生介紹地磁的南北和地理的南北正好相反,但不完全重合,有一個(gè)夾角叫磁偏角,這是我國的宋代沈括首先發(fā)現(xiàn)的。
[活動(dòng)四]實(shí)驗(yàn)探究:如果把兩個(gè)磁極靠近,會(huì)有什么現(xiàn)象呢? 師:請(qǐng)同學(xué)們利用桌面上的器材動(dòng)手實(shí)驗(yàn)
師:你得到了什么結(jié)論?
總結(jié):同名磁極相斥,異名磁極相吸
師:人們利用這個(gè)規(guī)律制造了磁浮列車,起重機(jī)等。教師用課件展示圖片
[活動(dòng)五]實(shí)驗(yàn)探究:怎樣讓磁體獲得磁性?
師:請(qǐng)同學(xué)們先用自己的鉛筆刀吸引鐵屑,然后把小刀在磁體上摩擦,再去吸引鐵屑,你有什么發(fā)現(xiàn)?
學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)……
師:(實(shí)驗(yàn)后)有什么發(fā)現(xiàn)?
生:原來沒有磁性的小刀獲得了磁性。教師演示:
總結(jié):使原來沒有磁性的物體得到磁性的 過程叫磁化。
指出:鐵可以被磁化,但磁性很容易消失,我們把這種磁體叫做軟磁體,而鋼具有保持磁性的性質(zhì),因此鋼是制造永磁體的好材料。
教師通過課件展示我國古代磁化的方法以及去磁的方法。
[活動(dòng)六]實(shí)驗(yàn)探究:磁體的周圍有什么? 演示:①用手指接觸小磁針,使其轉(zhuǎn)動(dòng);
②用磁鐵與小磁針相互靠近
第二次實(shí)驗(yàn)中是什么使小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)起來的? 生:力的作用是小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)起來。
師:兩個(gè)磁鐵它們相互靠近并未接觸,它們之間是怎樣發(fā)生力的作用的呢? 在磁體周圍一定有東西在對(duì)小磁針起作用,這種東西是什么呢? 由此引入磁場(chǎng)的概念。⑴磁場(chǎng):磁體周圍空間存在磁場(chǎng)
⑵磁場(chǎng)的基本性質(zhì):對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用。師:磁體周圍的磁場(chǎng)是什么樣呢?
學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn),在條形磁體的周圍放若干小磁針,觀察小磁針靜止時(shí)的指向。并且用筆把北極的指向畫出來。
師:你觀察到了什么?如果我們想在多畫幾條曲線,怎么辦?
生:在磁體的周圍畫出了有方向的曲線,如果想多畫,可以增加小磁針的數(shù)量。
師:小磁針的數(shù)量多了放不下,不可能無限制的增加,因此,我們可以把小磁針變小,小到一個(gè)個(gè)鐵粉……
演示:磁感線的分布
師:用筆把這些曲線畫出來,就是磁感線。磁感線的特征:
①磁體周圍的磁感線是有方向的,即北極出來,回到磁體的南極;
②磁感線可形象地描述空間的磁場(chǎng)的分布情況,磁感線的密疏程度反應(yīng)了磁場(chǎng)的強(qiáng)弱;
③磁感線上每一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致; ④磁感線是不相交曲線。
⑤磁感線是立體分布的。(利用模型給學(xué)生演示)
教師指出:磁場(chǎng)是客觀存在的,我們看不見也摸不著,但是我們可以通過它的一些現(xiàn)象來認(rèn)識(shí)它、研究它。這正是科學(xué)的力量所在,這種研究物理問題的方法,我們叫轉(zhuǎn)換法。
三、小
結(jié):
本節(jié)課你有哪些收獲?
四、作
業(yè):
兩個(gè)形狀和大小完全相同的條形鋼棒,一個(gè)有磁性,一個(gè)無磁性,不借助任何器材,如何知道哪個(gè)是有磁性的鋼棒?
第三篇:磁論文
關(guān)于磁的學(xué)習(xí)心得體會(huì)
磁,一個(gè)既熟悉又陌生的詞語。在我沒有學(xué)習(xí)本課的時(shí)候,我一直對(duì)它似懂非懂,自認(rèn)為對(duì)"磁"有不小的心得體會(huì),但恐怕還說不出個(gè)所以然來;時(shí)至今日,在老師的講座下,對(duì)其認(rèn)識(shí)不知不覺中已是不同往日。對(duì)磁,磁性,磁場(chǎng)等(100)不同概念有了更深入的了解。
有人曾設(shè)想“如果物質(zhì)沒有磁性,空間沒有磁場(chǎng)”,世界會(huì)變成什么樣?
什么是磁性?簡(jiǎn)單說來,磁性是物質(zhì)放在不均勻的磁場(chǎng)中會(huì)受到磁力的作用。在相同的不均勻磁場(chǎng)中,由單位質(zhì)量的物質(zhì)所受到的磁力方向和強(qiáng)度,來(200)確定物質(zhì)磁性的強(qiáng)弱。因?yàn)槿魏挝镔|(zhì)都具有磁性,所以任何物質(zhì)在不均勻磁場(chǎng)中都會(huì)受到磁力的作用。
在磁極周圍的空間中真正存在的不是磁力線,而是一種場(chǎng),我們稱之為磁場(chǎng)。磁性物質(zhì)的相互吸引等就是通過磁場(chǎng)進(jìn)行的。我們知道,物質(zhì)之間(300)存在萬有引力,它是一種引力場(chǎng)。磁場(chǎng)與之類似,是一種布滿磁極周圍空間的場(chǎng)。
磁,沒有磁就沒有電磁波,各種可見光不能存在,各種熱輻射不復(fù)存在,太陽的光和熱能無法到達(dá)地球。世界只剩黑暗和冰冷。
如果磁場(chǎng)消失,發(fā)電機(jī)再轉(zhuǎn)它也發(fā)不出電了,(400)電動(dòng)機(jī)就是給他再高電壓它也不能運(yùn)轉(zhuǎn),家里需要點(diǎn)蠟燭照明,汽車不能電打火
并且沒有磁性,喇叭也不會(huì)再響,包括所有揚(yáng)聲設(shè)備!手機(jī) 電話 等通信設(shè)施也會(huì)罷工!一切需要磁性來運(yùn)行的設(shè)備 都將會(huì)停止工作!這樣我們生活質(zhì)量大大受到影響,(500)經(jīng)濟(jì)停留在第一次工業(yè)革命時(shí)代 人類將會(huì)退回 蒸汽時(shí)代!
地球磁場(chǎng)的存在,維持了地球的大氣成份,有效地阻止了太陽風(fēng)長(zhǎng)驅(qū)直入,形成磁層,產(chǎn)生極光。從太陽發(fā)出的強(qiáng)大的帶電粒子流(太陽風(fēng)),會(huì)受到地磁場(chǎng)的作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)而偏離地球,成為地球(600)“保護(hù)傘”。它還影響無線電波的傳播(with太陽黑子)遠(yuǎn)距離通訊。行軍、航海利用地磁場(chǎng)對(duì)指南針的作用來定向,同時(shí)人們還可以根據(jù)地磁場(chǎng)在地面上分布的特征尋找礦藏。
那么磁有哪些作用呢?
磁被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中,收音機(jī),電視機(jī),錄音機(jī),錄像機(jī),電話,電報(bào),電子手表,電子顯微鏡,各類電表,磨床吸盤,恒磁和電磁起重吊頭,物理探礦設(shè)備,電子計(jì)算機(jī)以及種類繁多的發(fā)電機(jī),電動(dòng)機(jī)等等,都要應(yīng)用各種各樣磁性材料.磁懸浮列車已在一些國家中問世,由于它減少了車輪和地面之間的撞擊,因而行駛平穩(wěn),無空氣污染。而且,如果人體長(zhǎng)期順著地磁的南北方向可使人體器官細(xì)胞有序化,產(chǎn)生生物磁化效應(yīng),使生物電得到加強(qiáng),器官機(jī)能得到調(diào)整和增進(jìn),從而起到了良好的作用。
現(xiàn)在社會(huì)生活中,磁現(xiàn)象已經(jīng)和人們的生活緊密相連了,我們的生活每時(shí)每刻都和磁性有關(guān)。沒有它,我們就無法看電視、聽收音機(jī)、打電話;沒有它,連夜晚甚至都是一片漆黑。有好多的醫(yī)療設(shè)備都和磁有關(guān)系,想核磁共振,磁化杯,磁化水,錄音機(jī) 電視機(jī) 收音機(jī) mp4 汽車上的好多電子元件都有磁的物質(zhì),可以說磁技術(shù)已經(jīng)滲透到了我們的日常生活和工農(nóng)業(yè)技術(shù)的各個(gè)方面,我們已經(jīng)越來越離不開磁性材料的廣泛應(yīng)用。
磁,真的無所不在!
雖然這個(gè)學(xué)期的課程已經(jīng)結(jié)束了,它能帶給我們的也很有限,但是更多的東西得靠我們自己去悟,去學(xué)習(xí),去體會(huì)??茖W(xué)世界千變?nèi)f化,包羅萬象。磁的世界,我們也只看到冰山一角,更多的秘密等待我們?nèi)グl(fā)掘,讓我們攜手,去探索世界的奧秘!
第四篇:絕 句
絕
句
唐 – 杜甫
遲日江山麗,春風(fēng)花草香。泥融飛燕子,沙暖睡鴛鴦。
臧桐
臧桐 – 攝于2011年
第五篇:磁功能復(fù)合材料
1.磁功能復(fù)合材料簡(jiǎn)介
磁性產(chǎn)品種類繁多,應(yīng)用廣泛,在軍事裝備電子化及高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起著重要作用,磁功能復(fù)合材料僅是其中的一個(gè)分支。磁功能復(fù)合材料一般由粉末材料填充形成,體積含量為2~98%,而基體可以為金屬、玻璃、聚合物等。磁功能復(fù)合材料可將磁能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,也可以將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為磁能。從磁功能復(fù)合材料組成看,它是一種介于高分子材料和磁性材料之間的功能型材料,對(duì)于這類材料的研究我們稱之為邊緣科學(xué)或交叉科學(xué)。
磁功能復(fù)合材料是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種新型高分子功能材料,是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)材料之一。磁功能復(fù)合材料按組成可分為結(jié)構(gòu)型和復(fù)合型兩種,結(jié)構(gòu)型磁功能復(fù)合材料是指聚合物本身具有強(qiáng)磁性的磁體;復(fù)合型磁功能復(fù)合材料是指以橡膠或塑料為粘合劑與磁性粉末混合粘結(jié)加工而制成的磁體。
磁功能復(fù)合材料的主要優(yōu)點(diǎn)是:密度小、耐沖擊強(qiáng)度大,制品可進(jìn)行切割、鉆孔、焊接、層壓和壓花紋等加工,而且使用時(shí)不會(huì)發(fā)生碎裂。它可以采用一般塑料通用的加工方法(如注射、模壓、擠出等)進(jìn)行加工,易于加工成尺寸精度高、薄壁、復(fù)雜形狀的制品,可成型帶嵌件制品,對(duì)電磁設(shè)備實(shí)現(xiàn)小型化、輕量化、精密化和高性能化的目標(biāo)起著關(guān)鍵的作用,因而越來越多為人們所重視,是一種很有前途的基礎(chǔ)功能材料。
1.1結(jié)構(gòu)型高分子磁性材料
作為結(jié)構(gòu)型高分子磁性材料的磁功能復(fù)合材料最早是由澳大利亞的科學(xué)家合成的PPH聚合物(聚雙-2,6-吡啶基辛二腈)。它具有耐熱性好,在空氣中加熱至300℃亦不會(huì)分解的特點(diǎn),但它不溶于有機(jī)溶劑,且加工成型比較困難。后來,美國科學(xué)家用金屬釩和四氟乙烯塑料聚合制成磁性高分子,它可以在不高于77℃的溫度下保持穩(wěn)定的磁性,但這類聚合物尚處于探索階段,離實(shí)用化還有一定的距離。
此類聚合物的設(shè)計(jì)有兩條途徑:(1)根據(jù)單疇磁體結(jié)構(gòu),構(gòu)筑具有大磁矩的高自旋聚合物;(2)參考α-Fe、金紅石結(jié)構(gòu)的鐵氧體,對(duì)低自旋高分子進(jìn)行調(diào)整,從而得到高性能的磁性聚合物。常見的有聚苯硫醚-SO3體系、聚乙炔-AsF5體系以及二茂鐵金屬高分子有機(jī)磁性材料。日本東京大學(xué)物性研究所野忠教授等合成的“PPH·硫酸鐵”有機(jī)高分子強(qiáng)磁性材料,是在澳大利亞科學(xué)家合成的PPH的基礎(chǔ)上經(jīng)改進(jìn)制得的,能顯示出較強(qiáng)的磁性。
我國對(duì)結(jié)構(gòu)型高分子磁性材料的研究始于20世紀(jì)80年代中期,科研人員利用新型磁功能復(fù)合材料已研制出功率分配器、射頻振蕩器等15種磁性元器件,這些元器件具有高頻信號(hào)損失小、溫度系數(shù)低、相對(duì)密度低、體積小、易加工等特點(diǎn),是電子信息領(lǐng)域較具有發(fā)展?jié)摿Φ男滦痛判圆牧稀?/p>
1.2復(fù)合型高分子磁性材料 復(fù)合型磁功能復(fù)合材料現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,它主要是由樹脂及磁粉構(gòu)成。其中樹脂起粘結(jié)作用,磁粉是磁性的主要受體,目前用于填充的磁粉主要是鐵氧體磁粉和稀土永磁粉。復(fù)合型功能復(fù)合材料特性又可分為兩大類。
一類是磁性粒子最大易磁化方向是雜亂無章排列的,稱為各向同性磁功能復(fù)合材料,這種復(fù)合材料的磁性能較低,一般有鋇鐵氧體類粘結(jié)磁體和Nd-Fe-B類稀土粘結(jié)磁體;另一類是在加工過程中通過外加磁場(chǎng)或機(jī)械力,使磁粉的最大易磁化方向順序排列,稱為各向異性磁功能復(fù)合材料,使用較多的是鍶鐵氧體磁功能復(fù)合材料。在相同材料及配比條件下,各向同性磁功能復(fù)合材料的磁性能僅為各向異性磁功能復(fù)合材料的1/2~1/3。(1)鐵氧體類磁功能復(fù)合材料:制作各向異性功能復(fù)合材料的方法主要有磁場(chǎng)取向法和機(jī)械取向法。磁場(chǎng)取向法是將特定的磁粉與樹脂、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑等混合后,在混煉機(jī)中進(jìn)行混煉、造粒,然后使用擠出機(jī)或注射劑成型,在成型的同時(shí),外加一強(qiáng)磁場(chǎng),使得磁粉發(fā)生旋轉(zhuǎn)順序排列,制成各向異性磁功能復(fù)合材料制品。機(jī)械取向法是應(yīng)用特定的片狀磁粉與樹脂、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑等混煉塑化后,用壓延機(jī)使磁粉在機(jī)械力的作用下發(fā)生順序排列取向。
(2)稀土類磁功能復(fù)合材料:填充稀土類磁粉制作的磁功能復(fù)合材料屬于稀土類磁功能復(fù)合材料。稀土磁粉出現(xiàn)后,樹脂粘結(jié)磁體飛速發(fā)展。作粘結(jié)劑的高分子主要是橡膠、熱固性樹脂和熱塑性樹脂。橡膠類粘結(jié)劑包括天然橡膠和合成橡膠,主要用于柔性復(fù)合磁體的制造,但與塑料相比,一般成型加工困難。熱塑性粘結(jié)劑主要為聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯等。聚酰胺(PA)類最為常見,綜合考慮機(jī)械加工性、耐熱性、吸濕性,目前最常見的PA基體是尼龍
6、尼龍66等。日本一項(xiàng)專利用尼龍與聚烯烴復(fù)合樹脂作基體粘結(jié)稀土磁粉所得材料,其熔體流動(dòng)性有所增強(qiáng),可以加工成形狀相當(dāng)復(fù)雜、磁性能也相當(dāng)優(yōu)越的磁體。
1983年日本開發(fā)了性能優(yōu)良的稀土永磁材料Nd-Fe-B,幾乎同時(shí)美國GM公司開發(fā)了用快淬法生產(chǎn)各項(xiàng)同性Nd-Fe-B磁粉的新工藝。之后該公司又與日本大同制鋼公司合作,在原有MQP-A磁粉基礎(chǔ)上,通過添加少量Nd,成工地開發(fā)出一種能用于180℃的超耐熱磁粉,大大提高了Nd-Fe-B磁粉的工作溫度。1990年,日本三菱材料公司利用稀土金屬間化合物吸氫的特性開發(fā)出一種建立在全新構(gòu)思基礎(chǔ)上的HDDR法,用這種方法制得的粉末具有800KA/m以上的矯頑力,晶粒尺寸約為0.3μm。同時(shí)該方法通過在合金中添加Ga、Zr和Hf等微量元素,生產(chǎn)出各向異性磁粉,由該磁粉制成的粘結(jié)磁體,最大磁能積可達(dá)144KJ/m3。
Nd-Fe-B粘結(jié)磁體的成型工藝主要有:壓縮成型、注射成型、擠出成型和壓延法。其中應(yīng)用最多的是壓縮成型,其主要工藝過程是:將稀土磁粉進(jìn)行表面包覆處理后與熱固性樹脂混合均勻,用750MPa的壓力壓縮成型,在150~170℃固化。通常使用液態(tài)雙組份環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂作粘結(jié)劑。稀土類磁功能復(fù)合材料與燒結(jié)稀土磁體相比,雖然在磁性和耐熱性方面要差一點(diǎn),但其成型性和力學(xué)性能優(yōu)良,組裝及使用方便,廢品率低,這是燒結(jié)磁體無法比擬的。稀土類磁功能復(fù)合材料性能雖不如燒結(jié)稀土磁體,但卻優(yōu)于鐵氧體磁體,而且各向異性Nd-Fe-B粘結(jié)磁體在尺寸、質(zhì)量和性能等方面均較鐵氧體類粘結(jié)磁體有明顯優(yōu)勢(shì)。例如,HDD主軸電機(jī)改用Nd-Fe-B粘結(jié)磁體,等效質(zhì)量可降低9/10以上。
2.磁功能復(fù)合材料的種類
磁功能復(fù)合材料可分為磁性橡膠、磁性塑料、磁性高分子微球、磁性薄膜等。磁性橡膠、磁性塑料在技術(shù)上已較為成熟,廣泛用于電子儀表、通訊、日用品等諸多領(lǐng)域,對(duì)電磁設(shè)備實(shí)現(xiàn)小型化、輕量化、精密化和高性能化的目標(biāo)起著關(guān)鍵的作用。磁性高分子微球、磁性聚合物膜是目前研究的熱點(diǎn)。
2.1磁性塑料
磁性塑料是一種重要的功能材料。通過改變高分子聚合物基體和磁性填充物的種類,可以充分體現(xiàn)各組分的特性及整體效應(yīng),獲得滿足不同應(yīng)用要求的磁性塑料。直接填充法是制備磁性塑料最常用的方法,操作簡(jiǎn)單,經(jīng)濟(jì)實(shí)用。但用該法制備納米磁性物質(zhì)/高分子聚合物復(fù)合材料時(shí),極易形成較大粒徑的團(tuán)聚體,這樣磁性塑料中的納米物質(zhì)很難發(fā)揮其獨(dú)特作用??赏ㄟ^以高分子微球的形式,將納米鐵氧體引入到高分子聚合物基體中,組成新的磁性物質(zhì)填充體系,賦予納米鐵氧體在聚合物基體中更佳分散性。
同傳統(tǒng)燒結(jié)型磁性材料相比,磁性塑料具有如下特點(diǎn):
(1)磁性塑料在成型加工中,制品收縮率小,可以生產(chǎn)高精度的產(chǎn)品,不需再用機(jī)械加工,即可直接使用,而且磁性穩(wěn)定、易于裝配,在生產(chǎn)小型化、輕量化、密度化和高性能化的電磁設(shè)備中起著關(guān)鍵的作用。
(2)加工性能好,可生產(chǎn)齒輪、螺紋、異型孔和薄壁型等外觀復(fù)雜的產(chǎn)品,可整體成型。
(3)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,經(jīng)濟(jì)效益好,成本低,其價(jià)格僅為燒結(jié)磁體的1/3左右。
(4)由于合成樹脂包裹著磁性材料,使磁體有較高的抗沖擊強(qiáng)度、彈性和韌性。與傳統(tǒng)的燒結(jié)材料相比,其拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度也有很大的提高。由于質(zhì)量輕,所以能使制品輕量化,可減少運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用,并且其磁性能可以調(diào)節(jié)。
2.2磁性高分子微球
磁性高分子微球是將高分子與磁性無機(jī)物通過包埋、單體聚合等方法結(jié)合形成的具有磁性、粒徑為幾納米到幾百微米不等的特殊結(jié)構(gòu)微球,具有超順磁特性,即在外部磁場(chǎng)作用下,磁性微球可迅速從分散介質(zhì)中分離出來;撤去外部磁場(chǎng),磁性微球又可重新懸浮于分散介質(zhì)中,無殘余磁性。它具有高分子微球的特征,可通過聚合、表面修飾等在磁球表面引入各種不同性質(zhì)的官能團(tuán),廣泛應(yīng)用于分子生物學(xué)、體外臨床診斷、環(huán)境與食品分析等領(lǐng)域。
納米磁性高分子微球按結(jié)構(gòu)大致可分為兩類:核-殼結(jié)構(gòu)和三明治結(jié)構(gòu)。核-殼式納米磁性高分子復(fù)合微球的核可以是聚合物也可以是無機(jī)磁性材料;三明治結(jié)構(gòu)外層和內(nèi)層為聚合物,而中間為無機(jī)磁性材料。由于核為磁性無機(jī)物,殼為聚合物的納米磁性高分子復(fù)合微球制備相對(duì)容易,且可通過共聚、表面改性等手段在聚合物表面接上多種反應(yīng)性功能基團(tuán),因此研究報(bào)道較多。
龔榮洲等曾采用原位生成法制備出酞氰鈷/納米鐵微球,比飽和磁化強(qiáng)度為76.3Am2/kg,矯頑場(chǎng)為4.15KA/m,熱穩(wěn)定性高于150℃,與甲基硅油組成的磁流變液有良好的抗沉降性。Wan等對(duì)γ-Fe2O3/PANI和Fe3O4/PANI納米復(fù)合物的制備及性能進(jìn)行了研究,但所制備的復(fù)合物室溫電導(dǎo)率低(10-4~10-5S/cm),矯頑場(chǎng)低(Hc=0),由于合成方法的原因其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)也很難控制。Deng等在此基礎(chǔ)上曾將磁性氧化鐵粒子用PANI包裹制成具有核-殼結(jié)構(gòu)的電磁納米復(fù)合材料,但發(fā)現(xiàn)將該復(fù)合物侵入3mol/L的硫酸時(shí),由于PANI結(jié)構(gòu)的無內(nèi)聚(不粘結(jié))力,氧化鐵磁核要脫落。隨后提出的改進(jìn)合成方法是分散有Fe3O4納米微粒的水溶液中原位聚合苯胺單體和苯胺-甲醛縮聚物(AFC)得到核-殼結(jié)構(gòu)的Fe3O4-交聯(lián)聚苯胺(CLPANI)復(fù)合物,分析表明該復(fù)合物表現(xiàn)出鐵磁行為,具有高飽和磁化強(qiáng)度(Me=4.22~19.22emu/g),高矯頑場(chǎng)(Hc=2~8Oe), 其電導(dǎo)率取決 于Fe3O4含量和摻雜程度,且由于Fe3O4粒子和CLPANI間存在某種相互作用使得復(fù)合物的熱穩(wěn)定性增加。
2.3磁性聚合物膜
大塊磁性材料多以薄膜形式出現(xiàn)。磁性聚合物膜材料既具有磁記錄、磁分離、吸波、縮波等磁特性,又具有質(zhì)輕柔韌、加工性能優(yōu)越等特點(diǎn),可用作高磁記錄密度的高分子磁膜、分離膜、電磁屏蔽膜,從而在功能性記憶材料、膜分離材料、隱身材料、微波通 訊材料等多種軍用、民用領(lǐng)域獲得重要用途。
早期復(fù)合膜的應(yīng)用,主要是講超細(xì)鐵氧體磁粉和聚合物基復(fù)合再涂覆在聚酯薄膜上形成記錄用磁帶。隨著人們對(duì)尖端膜材料、先進(jìn)成膜技術(shù)的發(fā)展,對(duì)膜結(jié)構(gòu)的控制,及對(duì)膜的物理、化學(xué)行為的深入研究,將膜作為提供特異的反應(yīng)場(chǎng)、信息傳遞場(chǎng)、能量轉(zhuǎn)化場(chǎng)等特異功能的功能材料的研究和應(yīng)用增多。
鎳鐵合金磁性材料通過電鍍嵌入聚硅烷彈性薄膜,在外加磁場(chǎng)作用下,膜中磁性部分產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩導(dǎo)致膜的變形。該磁性膜器可用作微流系統(tǒng)中的微泵裝置、高分辨率輕小光學(xué)鏡面及磁開關(guān)。利用電沉積技術(shù)結(jié)合模板合成法制備的磁性微米、納米膜可用作高密度可擦寫磁記錄材料、微波基板材料。在基體膜上涂覆壓電磁性材料。當(dāng)機(jī)械壓力施加于膜,膜的壓電磁特性能引起磁導(dǎo)率變化,與微型螺線圈構(gòu)成磁心電感器,用于遠(yuǎn)程傳感。運(yùn)用在水分散相中制備鐵磁納米粒子的技術(shù),結(jié)合多分子層自組裝技術(shù),可制成有機(jī)-無機(jī)多層復(fù)合膜,它綜合了磁性納米粒子的特性及聚合物的可加工性,具有獨(dú)特的機(jī)械、電、光、磁性質(zhì),可用于發(fā)光二極管、抗蝕保護(hù)層、膜傳感器、導(dǎo)電層、非線性光學(xué)器件及氣體分離膜。
3.磁功能復(fù)合材料發(fā)展概況和應(yīng)用
由于磁功能復(fù)合材料的生產(chǎn)可采用多種復(fù)合技術(shù),因此在高聚物成型加工技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天,磁功能復(fù)合材料得到了迅速地發(fā)展。
磁功能復(fù)合材料中產(chǎn)量增長(zhǎng)最快的是各向同性Nd-Fe-B粘結(jié)磁體,它是稀土類功能復(fù)合材料所占份額最大的一種材料。在過去的20年中,Nd-Fe-B粘結(jié)磁體已成工地占據(jù)了市場(chǎng),現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于家用電器和辦公用品,預(yù)計(jì)今后其在計(jì)算機(jī)外設(shè)中的應(yīng)用還會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)。
我國的磁功能復(fù)合材料發(fā)展較晚,20世紀(jì)80年代初隨著電冰箱生產(chǎn)的發(fā)展,從國外引進(jìn)電冰箱門封條生產(chǎn)線。隨后國內(nèi)進(jìn)行了仿制,年產(chǎn)磁條約3000t,除供國內(nèi)電冰箱使用外,還有部分出口。但對(duì)于微電機(jī)及彩色電視機(jī)顯像管會(huì)聚組件用磁功能復(fù)合材料等性能較高的塑料磁體研究較少。目前國內(nèi)應(yīng)用較多的是鐵氧體磁功能復(fù)合材料和稀土類磁功能復(fù)合材料。鐵氧體磁功能復(fù)合材料價(jià)格低廉磁性能較低,稀土類磁功能復(fù)合材料性能較高,價(jià)格昂貴,適用于小型器件。
鐵氧體磁性材料有一個(gè)重要的特性是不導(dǎo)電,因而適用于具有高頻磁場(chǎng)的地方。同時(shí)它可選擇不同性質(zhì)的塑料作為基材制成剛性或柔性制品,使得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)較較燒結(jié)磁體更為靈活。其市場(chǎng)要求情況如下所示。
(1)直流微電機(jī)用磁體:直流微電極中必須有一個(gè)磁場(chǎng),通常微型直流電機(jī)的磁場(chǎng)是永磁體產(chǎn)生的。我國微電機(jī)年產(chǎn)量上億臺(tái),僅大連萬寶至公司每月產(chǎn)量就達(dá)600萬支,每種型號(hào)年需求磁功能復(fù)合材料條7200萬條。
(2)氣動(dòng)元件磁環(huán):氣動(dòng)元件磁環(huán)是用于氣缸中與磁性傳感器協(xié)作控制氣缸動(dòng)作的元件。目前國內(nèi)有氣動(dòng)元件廠136家。另外日本SMC公司在北京建立了北京工廠,年需磁環(huán)5000萬支,韓國丹海公司年需磁環(huán)360萬支,中國臺(tái)灣金器公司年需磁環(huán)1000萬支。
(3)汽車儀表磁環(huán):隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展,儀表工業(yè)也迅速發(fā)展起來。北京儀表廠從日本引進(jìn)了儀表生產(chǎn)線為北京吉普車配套,上海也引起生產(chǎn)線為桑塔納配套。
(4)裝飾減震磁體:國外高檔汽車對(duì)車內(nèi)的寧靜度有較高的要求,據(jù)資料報(bào)道,每輛車中需要幾公斤的磁體分別安裝在頂、邊、門上,從而改變板金結(jié)構(gòu)的震動(dòng)頻率,提高車內(nèi)的安靜度。由此可見,磁功能復(fù)合材料是一技術(shù)含量高、市場(chǎng)急需、效益較好的高新技術(shù)產(chǎn)品,生產(chǎn)磁功能復(fù)合材料具有廣泛的市場(chǎng),一定能取得極好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。
磁功能復(fù)合材料和導(dǎo)電塑料作為新型功能材料,以其固有的特性而廣泛用于電子、電氣、儀器儀表、通訊、文教、醫(yī)療衛(wèi)生以及日常生活中的諸多領(lǐng)域中,其產(chǎn)量和需求量正在不斷地增加,生產(chǎn)技術(shù)日益完善。雖然目前磁功能復(fù)合材料的研究及應(yīng)用在我國尚處于在發(fā)展的初級(jí)階段,但在某些新的領(lǐng)域,已經(jīng)得到應(yīng)用,具有很大的發(fā)展?jié)摿?,尤其是稀土粘結(jié)磁體。因?yàn)殡S著全球信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,在未來的20年,我國IT產(chǎn)業(yè)將發(fā)生翻天覆地的變化,計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè),汽車產(chǎn)業(yè)和消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場(chǎng)對(duì)粘結(jié)Nd-Fe-B的需求將呈現(xiàn)猛烈的增大。目前,全球汽車產(chǎn)量日益增多,每輛車需用永磁材料3kg以上,隨著小型輕量化發(fā)展,部分將采用粘結(jié)Nd-Fe-B磁體。
4.磁功能復(fù)合材料發(fā)展前景
磁功能復(fù)合材料的研究已經(jīng)取得了很大進(jìn)展,但以下幾個(gè)問題需深入研究:
(1)磁性機(jī)制的研究。如除結(jié)構(gòu)表征外,磁性高分子微球的磁性起源、結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系;無機(jī)物、聚合物對(duì)磁性的貢獻(xiàn);無機(jī)物間、無機(jī)物與聚合物間磁性相互作用等。
(2)探索新的制備方法。包括對(duì)傳統(tǒng)方法的改造,多種方法結(jié)合使用,與生物技術(shù)、激光技術(shù)新技術(shù)的結(jié)合等。納米微粒在基材中的有效、可控、穩(wěn)定分散和納米微粒的穩(wěn)定性,一直以來是納米復(fù)合材料制備過程中最大的問題。
(3)探索新性能,擴(kuò)展應(yīng)用空間。如將納米磁性無機(jī)粒子、導(dǎo)電聚合物符合于一體,有可能呈現(xiàn)出新的性質(zhì)和功能,從而在微波、電磁屏蔽方面具有更廣闊的應(yīng)用前景,特別是在軍事目標(biāo)和武器的兼容隱身中具有重要價(jià)值。
隨著納米技術(shù)在航空航天、電子信息、生物醫(yī)藥等各領(lǐng)域的應(yīng)用,磁功能復(fù)合材料還將在新理論、新機(jī)理基礎(chǔ)上朝著特殊化、功能化、多元化、高級(jí)化的方向發(fā)展。