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        1. 行業新聞

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          磁性材料的基本現象

          發布日期:2018/7/25 13:32:58 瀏覽次數:

          磁性材料的基本現象


            一、自發磁化: 
          從 ;磁性來源 ;中我們理解到,某些原子的核外電子的自旋磁矩不能抵消(由于作用相反而互相消除),從而發生剩余的磁矩。但是,假如每個原子的磁矩依然混亂陳列,那麼整個物體仍不能具有磁性。只要所以原子的磁矩沿一個方向劃一地陳列,就象很多小磁鐵首尾相接,才干使物體對外顯示磁性,成爲磁性資料(Means)。這種原子磁矩的劃一陳列景象,就稱爲自發磁化。 
          既然磁性資料外部存在自發磁化,那麼是不是物體中一切的原子都沿一個方向陳列劃一了呢?當然不是,否則,但凡鋼鐵等就會永遠帶有磁性,成爲一塊大磁鐵,永遠可以互相吸引了(實踐上,兩塊軟鐵不會本人互相吸引),F實上,磁性資料絕大少數都具有磁疇構造,使得它們沒有磁化時不顯示磁性。 

            二、磁疇: 
          所謂磁疇,是指磁性資料(Means)外部的一個個小區域,每個區域外部包括少量原子,這些原子的磁矩都象一個個小磁鐵那樣劃一陳列,但相鄰的不同區域之間原子磁矩陳列的方向不同,如右圖所示。高梯度磁選機是一種用于弱磁性礦物篩選的強磁選機。它是在一般強磁選機的基礎上發展起來的一種新型強磁選機。超導磁選機是用超導體繞制磁系線圈的強磁場磁選機。自1970年班尼斯特(J.D.Bannister)發明超導磁選機之后,美、英、德等國也先后開展了超導磁選機的研制,并已投入工業應用。超導磁選機一般分為開梯度超導磁選機和高梯度超導磁選機兩類。

              除鐵器是一種能產生強大磁場吸引力的設備,它能夠將混雜在物料中鐵磁性雜質清除,以保證輸送系統中的破碎機、研磨機等機械設備安全正常工作,同時可以有效地防止因大、長鐵件劃裂輸送皮帶的事故發生,亦可顯著提高原料品位。按其卸鐵方式又可分為人工卸鐵、自動卸鐵和程序控制卸鐵等多種工作方式,由于使用場合和磁路結構不同,形成了各種系列的產品。各個磁疇之間的接壤(兩地邊界相連,交界)面稱爲磁疇壁。微觀物體普通總是具有非常多磁疇,這樣,磁疇的磁矩方向各不相反,后果互相抵消(由于作用相反而互相消除),矢(shǐ)量和爲零,整個物體的磁矩爲零,它也就不能吸引其它磁性資料。也就是說磁性資料在正常狀況下并不對外顯示磁性。只要當磁性資料被磁化當前,它才干對外顯示出磁性。下圖爲在顯微鏡中察看到的磁性資料中罕見的磁疇外形,其中左面是軟磁資料罕見的條形疇,彩色局部由于不同的磁疇其磁矩方向不同而具有不同的亮度,它們的接壤面就是疇壁;兩頭是樹枝狀疇和疇壁;左面是薄膜資料中可以見到的磁疇外形。實踐的磁性資料中,磁疇后果五花八門,如條形疇、迷宮疇、楔形疇、環形疇、樹枝狀疇、泡狀疇等。 
          既然磁疇外部的磁矩陳列是劃一的,那麼在磁疇壁處原子磁矩又是怎樣陳列的呢?在疇壁的一側,原子磁矩指向某個方向,假定在疇壁的另一側原子磁矩方向相反。那麼,在疇壁外部,原子磁矩必需成其中一種方式的過渡(transition)形態(pattern)。實踐上,疇壁由非常多層原子組成。爲了完成磁矩的轉向,從一側開端,每一層原子的磁矩都絕對于磁疇中的磁矩方向偏轉了一個角度(angle),并且每一層的原子磁矩偏轉角度逐步(step by step)增大,到另一側時,磁矩曾經完全轉到和這一側磁疇的磁矩相反的方向。上圖給出了典型的磁疇壁構造表示圖。 

            三、居里溫度(居里點)(temperature): 
          關于一切的磁性資料(Means)來說,并不是在任何溫度(temperature)下都具有磁性。超導磁選機主要是利用超導強磁體制造強磁場磁選機。20世紀70年代研制的高梯度磁選機(HGMS)所產生的磁感應強度只能達到2T(相應的磁場強度為1.6×106A/m)左右,接近鐵軛的飽和磁場。在這種設備中,捕獲的物料通過吸附或改變運動方向而得到分選。普通地,磁性資料具有一個臨界溫度Tc,在這個溫度以上,由于低溫下原子的猛烈熱運動,原子磁矩的陳列是混亂無序的。在此溫度以下,原子磁矩陳列劃一,發生自發磁化,物體變為鐵磁性的。 
          應用這個特點,人們開收回了非常多控制(control)元件。例如,我們運用的電飯鍋就應用了磁性資料(Means)的居里點的特性。在電飯鍋的底部地方裝了一塊磁鐵和一塊居里點爲105度的磁性資料。當鍋里的水分干了當前,食品的溫度(temperature)將從100度上升。當溫度抵達大約105度時,由于被磁鐵吸住的磁性資料的磁性消逝,磁鐵就對它得到了吸力,這時磁鐵和磁性資料之間的彈簧就會把它們分開,同時帶動電源開關被斷開,中止加熱。 

            四、與磁性資料(Means)有關的常用物理量: 
          磁場強度(strength):指空間某處磁場的大小,用H表示,它的單位(unit)是安/米(A/m)。磁選機適用于具有磁性差異物質的分離,磁選機廣泛用于資源回收,木材業、礦業、窯業、化學、食品等其他工場,適用于粒度3mm以下的磁鐵礦、磁黃鐵礦、焙燒礦、鈦鐵礦等物料的濕式磁選,也用于煤、非金屬礦、建材等物料的除鐵作業,是產業界使用最廣泛的、通用性高的機種之一。 
          磁化強度(strength):指資料(Means)外部單位體積的磁矩矢量(vector)和,用M表示,單位是安/米(A/m)。磁選機適用于具有磁性差異物質的分離,磁選機廣泛用于資源回收,木材業、礦業、窯業、化學、食品等其他工場,適用于粒度3mm以下的磁鐵礦、磁黃鐵礦、焙燒礦、鈦鐵礦等物料的濕式磁選,也用于煤、非金屬礦、建材等物料的除鐵作業,是產業界使用最廣泛的、通用性高的機種之一。 
          磁感應強度: 磁感應強度B的定義是:B=m0(H+M),其中H和M辨別是磁化強度和磁場強度,而m0是一個系數,叫做真空導磁率。磁感應強度又稱爲磁通密度,單位是特斯拉(T)。 
          導磁率:導磁率的定義是m=B/m0H,是磁化曲線(Curve)(見資料(Means)的靜態磁化)上恣意一點上B和H的比值(兩數相比所得的值)。超導磁選機主要是利用超導強磁體制造強磁場磁選機。20世紀70年代研制的高梯度磁選機(HGMS)所產生的磁感應強度只能達到2T(相應的磁場強度為1.6×106A/m)左右,接近鐵軛的飽和磁場。在這種設備中,捕獲的物料通過吸附或改變運動方向而得到分選。導磁率實踐上代表了磁性資料被磁化的容易水平,或許說是資料對內部磁場的靈敏水平。 


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