12.14 磁鐵是如何製造的?磁性是怎樣產生的,難道真有磁鐵礦?

平常我們所瞭解的磁鐵就是一個具有相互排斥與相互吸引的物體。磁鐵是由鐵,鎳,鈷組成,其本身就有磁距,內部結構按照相同方向排列,一端北極(N極)一端南極(S極)。

那麼自然界中還有很多物體為什麼沒有磁性?鐵,鎳,鈷內的磁性物質有所不同,它內部的電子可自發方向一致地排列,使磁性加強就構成磁鐵了。

磁鐵吸鐵過程對鐵塊產生吸引力,磁鐵與鐵塊“粘”在一起,我們就說磁鐵有磁了,這也就是磁鐵能吸鐵而不能吸鋁,銅等物體,不同金屬的內部結構是不一樣的。磁感應強度單位是特斯拉,簡稱特(T)。

磁鐵是如何製造的?磁性是怎樣產生的,難道真有磁鐵礦?

磁鐵分為永久磁鐵與非永久磁鐵,永久磁鐵就是能夠長期保持磁性而不易失磁的天然產物,如磁鐵礦。非永久磁鐵需要某些條件下才能出現磁性,如電磁鐵。

磁鐵是如何製造的?磁性是怎樣產生的,難道真有磁鐵礦?

磁鐵的發展歷程:

5000年前人類發現了天然磁鐵石。2300年前中國人將天然磁鐵磨成勺狀,放在平滑的地面上,在地磁的作用下,勺柄指南,為世界上第一個指南儀。1000年前中國人用鐵棒與磁棒摩擦磁化,製成了世界上第一個指南針。1100年左右中國人利用磁鐵針和方位盤連在一起,做成磁鐵式指南儀,用於航海。1820年丹麥物理學家發現電流感生磁。30年代日本發現了鎳,鋁,鈷混合元素的新磁鐵。70年代日本科學家發明了釹磁鐵,這種新磁鐵被稱為“永磁之王”。

永磁鐵的製造過程

澆鑄

先做出需要磁鐵形狀的砂模,就可以鑄造磁鐵了,材料包括銅,鈷,硫磺,鎳,鐵,鋁以及鈦。金屬放入電磁火爐,加熱至1600℃以上,把所有金屬都融成液體。

磁鐵是如何製造的?磁性是怎樣產生的,難道真有磁鐵礦?

把溶液倒入砂模中,砂模便燃燒起來,因為硬化的砂內氣體易燃。

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用錘子撬開鑄磨,讓空氣進入鑄磨內冷卻材料,讓氣體燒盡。把金屬從砂塊中分出來,鑄造後的金屬還是普通的鐵塊,不具有什麼磁力。

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把金屬件綁在銅管上,放進更大的管子中,把銅管放在中間位置,四周緊密堆滿矽砂,用混泥土封住兩端露出銅管兩端。

磁鐵是如何製造的?磁性是怎樣產生的,難道真有磁鐵礦?

放入火爐內加熱700℃後取出,用夾鉗固定住銅管兩端,通低壓高電荷電流,然後取出金屬件,這步已讓金屬件輕微磁化,正確建立了磁場方向。

磁鐵是如何製造的?磁性是怎樣產生的,難道真有磁鐵礦?

通過充磁機器讓磁鐵生效, 機器會通過電流把磁性傳到金屬上讓其產生磁性。通交流電後首先對電容充有高壓電壓(儲能),然後通過一個電阻非常小的線圈放電。放電時電流峰值很高,可達數萬安培。電磁產生的強大的磁場可使金屬永久磁化。

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