什么是永磁体?

什么是永磁体?

永磁体是指能长时间保持磁性质的磁铁。可以形成永磁体的天然材料的一个例子是磁铁矿。人工材料如铝镍钴合金也可以用来形成永磁体。与电磁铁不同，永磁体不需要外部磁场的激励就能产生磁性。永磁体在除去外部磁场后仍能保持剩余的磁化强度。

使铁磁物质完全退磁所需的反向磁场的大小称为铁磁物质的矫顽力。钢和铁都是铁磁性的，但它们的矫顽力不同。钢的矫顽力较大，而铁的矫顽力较小。添加碳、钨、铬和其他元素使钢在室温下具有不同的磁性。晶体结构、内应力和磁性强度可能不同。这些变化被称为不均匀性，可以选择来增加材料的磁力。一般来说，不均匀程度越大，磁性强度越大。

为了使钢的非均匀性达到最佳状态，必须进行适当的热处理或机加工。例如，当碳钢处于熔融状态时，其磁性与普通铁相似。但经高温淬火后，不均匀度迅速增大，材料获得成为更强永磁体的潜力。如果把钢从高温中慢慢冷却，或者把淬火过的钢在六七百摄氏度下熔化，内部原子就有足够的时间排列成稳定的结构，各种不均匀性就减少了。这样，矫顽力就减小了，它就不再是永磁材料了。

钢或其他材料如果经过适当的处理和加工，使其具有最佳的内部不均匀性和最大的矫顽力，就可以制成强永磁体。铁的晶体结构、内应力等不均匀性小，矫顽力自然小，故不需要强磁场对其进行磁化或退磁，故不能成为永磁体。一般把易磁化和易退磁的材料称为软磁材料。大多数用作磁性导体和电磁铁的材料都是软磁铁。永磁体的极性不变，而软磁体的极性随外加磁场的极性而变化。

什么是临时磁铁?

临时磁铁是一种特殊类型的磁铁，可以随着外界条件的变化而改变其磁性。这意味着，无论外部条件如何，临时磁铁的磁性不会保持不变。临时磁铁的另一个名字是软磁铁或电磁铁。

临时磁体的磁畴并不与外部磁场永久对齐，很容易恢复到原来的状态。磁性材料的磁化和退磁需要外加磁场。电能可以产生软磁体材料磁化所必需的电磁畴。电磁铁的两极可以很容易地调换。当外加磁场消失时，电磁行为立即消失。

软磁铁通常是由软材料和可锻铸材料(如软铁)的混合物制成的，这使磁铁具有特殊而独特的性能。临时磁铁的磁场范围很短。软铁在变压器中起着核心作用，并用于强大的磁性工具，如核磁共振成像和永磁体。

永久磁铁和临时磁铁有什么区别?

• 永久磁铁是一种不需要外部磁场就能保持完全磁化的磁铁，而临时磁铁是一种需要外部磁场才能保持完全磁化的磁铁。
• 永磁体的性质是不变的，而临时磁体的磁性是不断变化的。永久磁铁是由硬材料制成的，而临时磁铁是由软材料制成的。
• 永磁体的磁极永远不能反转，而临时磁体的磁性可以反转。
• 永磁体的磁场强度是恒定的，而临时磁体的磁场强度总是随条件的变化而变化。
• 永久磁铁不需要电来像磁铁一样工作，而临时磁铁总是需要电来像磁铁一样工作。
• 永久磁铁称为条形磁铁，而临时磁铁也称为电磁铁。
• 永磁体中的磁场不会随着外加磁场的消失而消失，而临时磁体中的磁场会随着外加磁场的消失而消失。
• 永磁体的磁畴一旦排列整齐，就永远不能轻易地逆转，而临时磁体的磁畴一旦排列整齐，就很容易逆转。
• 在物理学中，永久磁铁是由坚硬的永久铁磁性材料制成的磁铁，而临时磁铁是由一些铁磁性临时材料制成的磁铁。

永磁体用途:

永磁体广泛应用于电子、电气、机械、交通、医疗、日用品等各个领域。扬声器、电话接收器、磁电表的磁性系统、发电机和永磁电机的磁极中都可以找到永磁体。永磁装置应用于机械制造、磁悬浮系统、磁轴承、磁选系统、磁性矿物分离、磁性水净化系统、质子加速器的磁性系统等。

永磁材料:

强永磁体可以由稀土元素铈、锶、镧、钕等和钴形成。它们的磁性强度可达到碳钢的150倍，AlNiCo永磁材料的3 ~ 5倍，永久铁氧体的8 ~ 10倍。专门的磁铁，如橡胶磁铁，可以使用结合铁氧体粉末和合成橡胶，挤出模具，加工成柔软，有弹性，可弯曲的磁铁。

常用的永磁材料有哪些?

1. 铝镍钴永磁合金:
   铝镍钴主要由铁、镍和铝组成，还含有铜、钴、钛等元素。它具有高剩磁，低温系数和高磁稳定性。它可作为铸造合金或粉末烧结合金。常用于制造磁电仪表、流量计、微电机、继电器等。
2. 铁铬钴永磁合金:
   这种合金主要由铁、铬和钴组成，并加入少量的钼、钛和硅。其加工性能良好，磁性能与AlNiCo永磁合金相似，并可通过塑性变形和热处理提高磁性能。用于制造各种小截面、形状复杂的小型磁铁元件。
3. 永磁铁氧体:
   这些主要是钡铁氧体和锶铁氧体合金，它们的电阻率高，矫顽力大，可以有效地应用于气隙大的磁路中，如用于小型发电机和电动机的永磁体。永磁铁氧体不含镍、钴等贵金属，原料来源丰富，加工简单，成本低。在磁选机、磁力推力轴承、扬声器、微波器件等制造中可替代铝镍钴永磁体。但其最大磁能积低，温度稳定性差，质地脆脆易碎，不耐冲击和振动，不适合精密要求的测量仪器和磁性装置。
4. 稀土永磁材料:
   这些主要是稀土钴永磁材料和钕铁硼永磁材料。前者是稀土元素铈、锶、镧、钕等与钴形成的金属间化合物。主要用于低速转矩电机、起动电机、传感器、磁止推轴承等磁性系统。钕铁硼永磁材料是第三代稀土永磁材料。其剩余力、矫顽力和最大磁能积均高于其他永磁材料。它不易碎，具有良好的机械性能和低密度，因此更适合用于轻质磁性部件。它适用于要求小型化的物品，但它的高磁温系数限制了它的应用。
5. 复合永磁材料:
   这些都是由永磁材料的粉末掺入塑料材料作为粘合剂。由于材料的一部分是粘结剂，因此其磁性能明显低于相应的没有粘结剂的磁性材料。复合永磁材料的应用受到粘合剂耐热性的限制。其工作温度较低，一般不超过150℃。而复合永磁材料尺寸精度高，机械性能好，性能均匀性好，且由于多极磁化，易于实现磁体径向定向。主要用于制造电气仪器、通讯设备、旋转机械、磁疗设备、体育用品等。