磁铁类型

磁铁在我们日常生活中很常见，几乎每个人都知道它们。特别是，磁铁被认为是一种具有吸引和排斥某些金属材料（如铁和镍）性质的材料。然而，情况并非总是如此。磁铁有时会失去其磁性，从而无法吸引或排斥类似的材料。这完全取决于我们使用的磁铁类型。

因此，了解磁铁的类型至关重要。在本文中，我们将讨论不同类型的磁铁及其基本性质、特性和用途。在讨论不同的磁铁类型之前，让我们先了解磁铁的定义。

什么是磁铁？

磁铁是指能够产生磁场（一种吸引“异极”并排斥“同极”的力场）的物体。磁铁利用一种称为磁性的现象，该现象帮助它们产生一种力，该力进一步形成磁场（特定的磁铁区域）。这最终形成两个极，即南极和北极。产生的磁场从南极进入磁铁，然后从北极逸出。这种磁铁的性质在某些材料（例如，拾石）中天然存在，或者可以通过与特定元素（例如，钐钴）的组合来形成。

总的来说，磁铁是固体，它们会吸引或排斥某些材料，例如铁、镍，甚至钢。

以下是磁铁的一些特性：

• 当磁铁放在铁粉中时，铁粉通常会粘在磁铁的两端。这意味着吸引力在两端最大。磁铁的这些端称为磁极。
• 磁极在任何磁铁中总是成对出现，例如南极和北极。
• 如果我们将任何磁铁自由悬挂在空中，它将始终指向南北方向。指向地理北方的极称为北极，指向地理南方的极称为南极。
• 当不同磁铁尽可能靠近放置时，它们之间的磁力最大。

磁铁的性质

磁铁的基本性质描述如下：

吸引性：根据此性质，磁铁两极端的磁力最大。

指向性：该性质负责理解南北极的概念。这意味着该性质通常有助于确定磁铁的极是北极还是南极。

磁极定律：根据此定律，不同磁铁的同名极相互排斥，异名极相互吸引。

成对性：此性质定义，每当磁铁被切割或断裂时，一个断裂面上会出现一个北极，另一个断裂面上会出现一个南极，就像每个碎片都有自己的北极和南极一样。

磁化检验法：磁化检验法主要用于检查铁棒是否已被磁化。这是通过检查铁棒与磁铁之间的吸引或排斥性质来完成的。

磁铁类型

由于并非所有磁铁都具有相同的效果，并且由不同的元素制成，因此可以将它们分为不同的类型。根据它们的结构和磁性来源，磁铁主要分为以下三种类型：

• 永磁体
• 临时磁铁
• 电磁体

让我们了解每种类型。

永磁体

永磁体是我们日常生活中最常见和最广泛使用的磁铁类型。一旦被磁化，这些磁铁就不会轻易失去其磁性。永磁体只有在使用以下任何方法进行必要的退磁后才会失去其磁性：

• 磁铁的原子之间的磁性在暴露于极端温度时会减弱。
• 敲打磁铁会削弱磁力。
• 一个磁铁与其他磁铁不当摩擦也会降低永磁体的磁吸引力。

永磁体主要用于冰箱、珠宝、包袋、磁性墙等。这些磁铁通常由镍、钢或钕制成。这些材料往往具有易于磁化的特性。因此，当这些材料放置在一定水平的磁场中时，它们就会开始像磁铁一样作用，并保持永久磁化。永磁体可以是天然存在的元素（例如稀土元素）或化合物。

通常，永磁体进一步分为两类。第一类包括金属合金磁铁，如铝镍钴磁铁、钐钴磁铁和钕铁硼磁铁。此外，第二类包括铁氧体或陶瓷永磁体。它们是：

• 陶瓷或铁氧体：这些磁铁的主要原材料包括 BaFe12O19 和 SrFe12O19。这些是质地坚硬的脆性材料。由于其性能适中、耐温性好且价格低廉，这些磁铁常用于自动化控制设备、电机、仪表、微波炉、雷达和医疗设备。此外，根据特定要求，磁性方向可以轻松地轴向或径向磁化。铁氧体磁铁有各种形状，如圆形、圆柱形、平面形、瓦形、矩形和斧头形。
• 铝镍钴：铝镍钴磁铁主要由铝、镍和钴组成。名称“Alnico”是这三种组成材料（Al Ni Co）的首两个字母的组合。这些磁铁通常具有良好的耐温性。然而，它们很容易被退磁。有时它们被陶瓷或铁氧体磁铁取代。在某些应用中，这些磁铁表现得像稀土磁铁。
  生产铝镍钴磁铁时，使用烧结或铸造工艺。烧结可提高机械性能，而铸造可获得更高的能量积，并使磁铁实现更复杂的设计特征。这些磁铁主要用于汽车零件、电机、电声、军事仪器等。铝镍钴磁铁有各种形状，如圆形、圆柱形、平面形、瓦形、矩形和马蹄形。
• 钐钴 (SmCo)：钐钴磁铁根据其成分的程度和产品的能量分为两个不同的组：Sm1Co5 和 Sm2Co17。第一组 (Sm1Co5) 的能量范围约为 15-20 MGOe，而第二组 (Sm2Co17) 的能量范围约为 22-30 MGOe。这些磁铁非常坚固，不易被退磁。由于这些类型的磁铁价格昂贵且机械强度低，因此其产量有限。然而，它们最适合在高温环境中使用。
  SmCo 磁铁是通过将 Sm、Co 和一些稀土金属组合制造而成，这些金属通常被熔化、粉碎、压制和烧结。这类磁铁也以许多其他名称而闻名，如 Sm-Co 永磁体、Sm-Co 强磁体、稀土钴永磁体等。SmCo 磁铁主要用于国防、航空航天、微波、传感器等众多应用。它们可以以球体、环形、瓦形、方形等形状找到。
• 钕铁硼 (NIB 或 NdFeB)：NdFeB 磁铁使用稀土磁性材料制成。这些磁铁以其极强的磁性而闻名，例如极高的矫顽力和高能量积范围（高达 50 MGOe）。由于它们具有高产品能量水平，因此易于生产紧凑尺寸。NdFeB 磁铁在温度接受能力方面也表现良好，并且在工作时可以承受高达 200°C 的温度。
  此外，这些磁铁通常机械强度较低，并且是最脆的。这使得这些磁铁的耐腐蚀性较低，尤其是在未涂层的情况下。当 NdFeB 磁铁涂覆铁、镍或金时，我们可以在各种应用中使用它们。这些磁铁是通过一种称为粉末冶金的工艺生产的。它们是非常强大的磁铁类型，不易被退磁。NdFeB 磁铁有各种尺寸和形状，如弧形、圆柱形、沉头孔、块状、环形、圆盘形等。

临时磁铁

临时磁铁是指这样的材料磁铁，当材料置于磁场中时，它就像永磁体一样。当磁场被移除后，临时磁铁会失去磁性。与永磁体不同，临时磁铁不会保留其磁性。这就是为什么它们被称为临时磁铁。一些铁、铁合金、铁钉和回形针在磁场存在时充当临时磁铁。

电磁体

电磁铁是通过将导线缠绕或包裹在由铁组成的金属芯上形成的磁铁。当这种装置（称为螺线管）处于电场中，并且电流流过它时，通电线圈会产生磁场。这最终迫使材料充当磁铁。磁性强度可以通过调整或改变电流的强度和方向来控制。

此外，制备线圈内的磁场最高，磁场强度与线圈匝数和载流成正比。当电流停止时，磁场消失，金属的磁性也随之消失。电磁铁装置中心使用的材料也可能影响电磁铁的整体功率。因此，电磁铁也不是永久磁性的。

电磁铁主要用于需要强度的应用。电磁铁的一些例子是电机、铁轨、起重机和 MRI 机。它们也用于计算机硬件和电视组件。

磁铁的用途

下面列出了一些最常见的磁铁用途：

• 磁铁主要用于制造磁针和航海罗盘。
• 磁铁也用于金属固体混合物中，这最终有助于从混合物中分离铁填料。
• 磁铁用于产生磁场，这有助于发电。
• 永磁体用于电机、发电机、加速器和发电机。
• 电磁铁广泛用于制造电铃、扬声器、电动起重机。