永磁体
永久磁体是指能够长期保持其磁性的磁体，也就是日常生活所使用的一般磁体。如天然的磁石（磁铁矿）和人造磁体（如铁中加入铝、镍、钴等合金元素的铝镍钴合金）等。磁体中除永磁体外，也有需通电才有磁性的电磁体。永久磁体也叫硬磁体，不易失磁，也不易被磁化。但若永久磁体加热超过居里温度，或位于反向高磁场强度的环境下中，其磁性也会减少甚至消失。
所有的永磁体均具有铁磁性或亚铁磁性，铁磁性的物质（例如铁）具有自发性的磁化现象，而亚铁磁性的物质，因其中的亚晶格是由不同的材料或不同价态的铁组成，不同亚晶格的原子磁矩相反但不相等，无法完全抵消，因此也有磁性，如磁体矿（铁（II，III）氧化物；Fe3O4）即为一例。
磁体种类 编辑
磁性金属元素 编辑
许多材料都有不成对的电子自旋，这些材料大部分都是顺磁性。若原子的电子自旋会自发性的彼此对正，这种材料称为铁磁性，有时会简称为“磁性”。有些元素在矿石中会因为其晶体原子结构，使其电子自旋自发性的对正。包括铁矿（磁体矿或天然磁石）、钴或镍都有这类特性。稀土元素中的钆和镝在极低温下也有类似特性。以往人们就利用自然存在的铁磁性材料进行磁性的实验。即使现在出现了许多人造的磁性材料，各磁性材料中仍然都含有上述的磁性金属元素。
混合物 编辑
陶瓷磁体，也称为铁氧体磁体，是由氧化铁及氧化钡或氧化锶的粉末烧结而成的陶瓷混合物。由于其低廉的材料成本及其生产方式，可以大量制造许多各种外形的便宜磁体。所得的磁体不会被腐蚀但是有脆性，其机械性质也类似陶瓷。
铝镍钴磁体（Alnico）主要成分有铝、镍、钴三种元素，其中也有少量为加强磁体特性而加入的其他元素。铝镍钴磁体一般是用铸造或烧结方式制成，烧结而成的铝镍钴磁体有较佳的机械特性，而铸造而成的磁体可产生较强的磁体。铝镍钴磁体抗蚀性良好，而且物理特性较铁氧体好，不过仍和金属有一段差距。铝镍钴磁体的产品名称包括Alni、Alcomax、Hycomax、Columax及Ticonal[1]。
射出成型磁体是各种树脂及磁性粉末的混合物，由于使用射出成型的加工方式，可以有许多复杂的外型。其物理及磁学性质依原材料而不同，但磁场强度会比较低，而物理性质比较类似塑胶。
软性磁体类似射出成型磁体，使用材筫较软的可挠树脂或是乙烯基的粘合剂，磁体一般会作成扁平带状或平板状，这类磁体的磁场强度会比较低，但可以作到相当软的程度。软性磁体可以用在工业的打印机中。
稀土磁体 编辑
稀土元素中大部分为镧系元素，有部分填满的f电子层，最多可以容纳14个电子。这些电子的自旋一旦对正，就可以产生强的磁场。稀土磁体常用在一些需要高磁场强度，比较不考虑成本的应用。最常见的稀土磁体有钕磁体（钕铁硼磁体）及钐钴磁体。
单分子磁体（SMM）及单链磁体（SCM） 编辑
在1980年代时．发现一些含有顺磁性铁离子的分子在低温下可以储存磁矩，不同于传统磁体利用磁畴来储存磁矩，利用分子储存磁矩理论上可以有更大的资料储存密度。这样的分子称为单分子磁体（SMM）。有关单层单分子磁体的研究正在进行中。简单来说，单分子磁体有二个主要的状态：
- 一个大的基态自旋值（S），是由顺磁性金属中心之间的铁磁性或亚铁磁性耦合所提供。
- 由于零场分裂产生的各向异性的负值（D）。
大部分的单分子磁体含有锰，不过有些也含有钒、铁、镍或钴的原子簇。近期也发现一些链状分子可以在较高温下在较长时间下可以维持其磁状态，这类系统称为单链磁体（SCM）。
KS钢和MK钢 编辑
KS钢是1917年由日本物理学家本多光太郎发明，含钴、钨、铬的磁钢。MK钢则是1931年由日本治金学家三岛德七发明，含铝、镍的磁钢。
铂磁体 编辑
奈米结构的磁体 编辑
有些奈米材料中有含有能量波，称为磁振子，会以玻色-爱因斯坦凝聚的方式凝聚到基态[2][3]。
成本 编辑
磁体中最便宜是软性磁体及陶瓷磁体，但这些磁体的磁性往往也最弱。铁氧体磁体由于其原料（氧化铁及碳酸钡或碳酸锶）成本的低廉，也是低价磁体的主要来源。不过有一种新的磁性锰铝合金成本也很低，其磁饱和的磁通较铁氧体要高，温度系数也比较良好。
在磁体中，钕磁体的单位成本价格高于其他磁性材料，不过因为其磁性性质，在一些应用时使用钕磁体，可以选用体积较小的钕磁体，成本也可能因此而下降[4]。
温度 编辑
不同的磁体对温度的敏感程度不同，不过当磁体加热到居里温度时，磁体的磁性会消失，即使再降温到常温也不会恢复磁性。需重新磁化才能恢复其磁性。
有些磁体具有脆性，在高温下可能会破裂。
铝镍钴磁体的最高使用温度超过540 °C（1,000 °F），钐钴磁体及铁氧体约为300 °C（570 °F），钕磁体及软性磁体约为140 °C（280 °F），不过实际数值仍会依材料的晶粒而不同。
相关条目 编辑
参考资料 编辑
- ^ Brady, George Stuart; Henry R. Clauser & John A. Vaccari. Materials Handbook: An Encyclopedia for Managers. McGraw-Hill Professional. 2002: 577 [2013-02-25]. ISBN 0-07-136076-X. （原始内容存档于2021-04-15）.
- ^ Nanomagnets Bend The Rules. [November 14, 2005]. （原始内容存档于2005-12-07）.
- ^ Della Torre, E.; Bennett, L.; Watson, R. Extension of the Bloch T3/2 Law to Magnetic Nanostructures: Bose-Einstein Condensation. Physical Review Letters. 2005, 94 (14): 147210. Bibcode:2005PhRvL..94n7210D. doi:10.1103/PhysRevLett.94.147210.
- ^ Frequently Asked Questions （页面存档备份，存于互联网档案馆）. Magnet sales. Retrieved on 2011-10-08.