精细化工之磁性材料

精细化工----磁性材料精细化工之磁性材料我国对精细化工产品的分类（1986年由化工部制定）(1)农药；(2)染料；(3)涂料(包括油漆和油墨)；(4)颜料；(5)试剂和高纯物；(6)磁性材料等能接受电磁波的化学品；(7)食品和饲料添加剂；(8)粘合剂；(9)催化剂和各种助剂；(10)化学药品(原料药)和日用化学品；(11)功能高分子材料(包括功能膜、偏光材料等)。磁学是一门即古老又年轻的学科司南（战国时期）司南利用天然磁石琢磨而成,样子像一把勺，重心位于底部正中，底盘光滑，四周刻有二十四向，使用时把长勺放在底盘上，用手轻拨，停下后长柄就指向南方。司南指南车指南鱼“若遇天景噎（阴暗）霾，夜色瞑黑，又不能辨方向……出指南车或指南鱼，以辨所向……鱼法，用薄铁叶剪裁，长二寸阔五分，首尾锐如鱼形，置炭中烧之，候通赤，以铁钤钤鱼首出火，以尾正对子位，蘸水盆中，没尾数分则止，以密器收之。用时置水碗于无风处，平放鱼在水面令浮，其首常南向午也”。北宋曾公亮与丁度编撰的《武经总要》（1044年）关于指南针的应用和制作方法的记载“舟师识地理，夜者观星，昼者观日。阴晦观指南针。”北宋人朱或《萍洲可谈》指南针为什么不叫指北针？？磁性与磁性材料发展史

指南针司马迁《史记》描述黄帝作战用1086年宋朝沈括《梦溪笔谈》指南针的制造方法等1119年宋朝朱或《萍洲可谈》罗盘用于航海的记载

磁石最早的著作《DeMagnete》W.Gibert18世纪奥斯特电流产生磁场

法拉弟效应在磁场中运动导体产生电流

安培定律构成电磁学的基础,

电动机、发电机等开创现代电气工业

1907年P.Weiss的磁畴和分子场假设1919年巴克豪森效应1928年海森堡模型，用量子力学解释分子场起源1931年Bitter在显微镜下直接观察到磁畴1933年加藤与武井发现含Co的永磁铁氧体

1935年荷兰Snoek发明软磁铁氧体1935年Landau和Lifshitz考虑退磁场，理论上预言

了磁畴结构1946年Bioembergen发现NMR效应1948年Neel建立亚铁磁理论1954-1957年RKKY相互作用的建立1958年Mössbauer效应的发现1964年Kondoeffect近藤效应1965年Mader和Nowick制备了CoP铁磁非晶态合金1970年SmCo5稀土永磁材料的发现1984年NdFeB稀土永磁材料的发现Sagawa(佐川)1986年高温超导体，Bednortz-muller1988年巨磁电阻GMR的发现,M.N.Baibich1994年CMR庞磁电阻的发现，Jin等La1-xCaxMnO31995年隧道磁电阻TMR的发现,T.Miyazaki

磁学内容是不断与诺贝尔奖得主结缘的学科

从1902年度的塞曼(P.Zeeman)洛论茨(H.A.Lorentz)到后来的居里夫妇(P.CurieandM.Curie)，爱因斯坦(A.Einstein)，玻尔(N.H.D.Bohr)，海森堡(W.K.Heisenberg)，斯特恩(O.Stern)，拉比(I.I.Rabi)，泡利(W.Pauli)，布洛赫(F.Bloch)，铂塞尔(E.M.Purcell)，库什(P.Kusch)，穆斯堡尔(R.L.Mössbauer)，朗道(L.D.Landau)，阿尔芬(H.O.G.Alfven)，奈尔(L.E.F.Neel)，范费莱克(J.H.VanVleck)，莫特(Sir.N.F.Mott)，菲利浦.安德逊(P.W.Anderson)，克里福德.沙尔(C.G.Shull)，伯特伦.N.布洛克豪斯(B.N.Brouhouse)，崔琦（DanielCheeTsui），罗伯特.劳克林（RobetLauclin），霍斯特.施特默（HosterStermou），直到2003年度关于核磁共振成像成就的得主劳特伯（PaulC.Lauterbur），曼施费尔德(PeterMansfield)，阿尔贝·费尔，彼得·格林贝格尔现代磁学与其他学科的交叉软磁材料例如对于变压器，在线圈中加入磁芯后，将磁通限制在低磁阻的磁芯内，用较小激励电流，产生比没有磁芯时大得多的磁通，这就大大减少了电磁元件的体积。因此，加磁芯的基本目的是为链合或耦合两个或多个磁单元的磁通，提供容易通过的路径，将磁源和磁“负载”连接起来，作为磁通“汇流条”，同时减少磁元件的体积。共模电感铁芯

磁放大器铁芯

漏电保护开关互感器铁芯

大功率开关变压器铁芯

深圳市天为科技有限公司

磁带

磁盘

磁卡磁记录媒体的分类：

磁带结构图示

磁记录介质磁头磁盘结构4.4MbyteIBMRAMAC19552kbits/in250x24”diadisks

80Gbyte

SeagateUseries2001

32.6Gbits/in2

2x3.5”glassdisks1996年数字式Video磁盘的商品化。1998年，美国IBM开始采用GMR磁头量产3.5英寸台式电脑硬盘，东芝也开始供应配备该磁头的2.5英寸笔记本电脑硬盘样品。当时的面记录密度约为3Gbit/平方英寸2004年东芝垂直磁记录微硬盘（MK4007GAL，133GBit/in2)2005年希捷垂直磁记录硬盘商业化（130GBit/in2)磁弹性材料磁性材料在磁场的作用下形状发生改变，具体表现可为长度上的伸长或缩短，体积上的膨胀和收缩磁弹性材料应用模型GMR磁头不仅在厚度上，而且在长度上

都在100纳米以内磁电阻材料磁性材料的电阻在磁场的作用下发生改变的现象Magnetoresistance(MR)磁制冷材料磁制冷是一种以磁性材料为工质的制冷技术，基本原理是借助磁制冷材料的磁热效应（magnetocaloriceffect）即磁制冷材料等温磁化时向外界放出热量，而等温退磁时从外界吸取热量，以达到制冷目的

环境友好：无环境污染和破坏高效节能:卡诺循环效率可达到60~70％稳定可靠磁流体磁流体又称磁性液体或铁流体。是一种对磁场敏感可流动的液体磁性材料。它是将掺入到载液中的铁磁性微粒（＜10nm）用分散剂均匀地分散，使成为某种具有流动性的悬浮状的胶态液体。这种液体具有在通常离心力和磁场作用下即不沉降和凝集又能使其本身承受磁性可以被磁铁所吸引的特性。用纳米金属及合金粉末生产的磁流体性能优异，可广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等领域。

宇航员头盔的密封是纳米磁性材料的

最早重要应用之一-磁性液体许多生物体内就有天然的纳米磁性粒子，如磁性细菌，鸽子，海豚，石鳖，蜜蜂，人的大脑等生物磁性1975年即发现在磁性细菌体内有一排磁性纳米粒子磁性纳米粒子具有导航作用蜜蜂腹部的磁性纳米颗粒，G代表磁性颗粒。对地磁场的准确定位，判断磁偏角和磁倾角石鳖齿舌中含有大量一维纳米磁性丝一维纳米丝的丝由许多磁性柱构成，柱内是单畴粒子的集合。其生物功能未必只是加强齿舌的耐磨性。磁性材料的应用电磁炉

电磁炉的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场。这一随时间变化的磁场导致在金属煲内产生一感应电场。金属煲内的电子受电场影响进行运动。由于有电阻，电子运动时会放出大量热能，这些热能便可用作煮食。

金属煲的电阻必须足够大，才能产生足够的热量，所以一般只能选用铁和不不锈钢煲，铜煲就不大可能，更不能用玻璃、陶瓷、塑料等。

特点：

直接发热，热效率高达90%

炉面无明火，无烟无废气电磁火力强劲，安全可靠磁悬浮列车

上海磁悬浮列车平均时速300公里/小时，最高时速430公里/小时

磁悬浮列车是运用磁铁“同性相斥，异性相吸”的性质，使磁铁具有抗拒地心引力的能力，使列车完全脱离轨道而悬浮行驶，成为“无轮”列车。

磁悬浮列车也有两种相应的形式：一种是电磁型，也称吸力型、常导型。另一种是电动型，也称斥力型、超导型。磁悬浮列车原理

两种磁悬浮列车系统的结构示意图：(a)电磁型；(b)电动型

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隐身飞机

F117隐形战斗机

为了躲避敌方雷达的监测，在飞机表面涂一层特殊的磁性材料－吸波材料，它可以吸收雷达发射的电磁波，使得雷达电磁波很