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最新消息| 好磁鐵是“烏合之眾” | 2024-04-30 |
| 文章来源：由「百度新聞」平台非商業用途取用"http://www.baidu.com/link?url=oH_Dw-w8MQinFN6kxeLwPSI_PK-jgoGMRPVCQE-8d8k-cyvhUpfOMHYXvHk-IIRkQn4DLeoxhnfon4V4qoO0DnHH7BTjcDfRWywtUOMgEIm" 今天，手機、耳機等設備之所以能做得那么小巧，都離不開高性能的永磁體，即我們俗稱為“磁鐵”的材料。那么這些“磁鐵”是怎么造出來的呢?我們還能找到更強大的“磁鐵”嗎?nn “磁鐵”是怎么造出來的?nn “磁鐵”，科學的稱呼叫永磁體，以有別于通電就有磁性的電磁鐵。它是現代許多技術的核心，手機、耳機等小巧設備中的揚聲器，需要永磁體把電流信號轉化為聲音信號，因為有了超強的永磁體，它們現在才可以做得這么小巧。此外，電動汽車、渦輪、電腦、衛星等等，都需要永磁體把電能和機械能相互轉化。nn 那么永磁體是怎么造出來的呢?nn 要制造一塊永磁體并不難。中學電磁學就告訴我們，電荷的運動產生磁場，而磁場又可以使電荷運動。正是由于這一點，像鐵芯之類的永磁體才在電動馬達、發電機和變壓器中扮演了核心的角色。在那里，它們或存儲能量，或把機械能和電能相互轉化。這些設備至今還在我們的生活中發揮巨大作用。nn 但要解釋像鐵之類的材料是如何獲得和保有磁場的，這就需要一點現代物理學的知識了。這一切都跟固體原子中電子的行為有關。我們知道，電子是有自旋的，而電子本身帶電，電荷的運動產生磁場，所以它就類似一個小磁針。磁針的朝向依賴于電子自旋的朝向。在大多數元素的原子中，因為最外層電子(也就是決定元素化學性質的那些電子)的自旋朝向往往正好兩兩抵消，所以元素的原子不帶磁性。但像鐵和在元素周期表上與它相鄰的元素，如鈷和鎳，它們的原子只有最外層電子自旋朝向相同時才穩定，這就決定了它們總是傾向于自旋朝同一個方向，所以這些元素的每一個原子都好比一根小磁針。nn 不過盡管如此，哪怕這些元素的一大堆原子聚在一起，“磁針”雜亂無章地排列著，磁性兩兩抵消，整塊材料還是顯不出磁性來。只有等施加一個外部磁場，才能把這些“磁針”的朝向調到一致的方向上。等外磁場撤走后，材料依然保有磁場。這樣，你就得到了一塊永磁體。nn 稀土永磁材料登場nn 要制造一塊永磁體就這么簡單，但要制造一塊好的永磁體，卻并不容易。用于制造永磁體的材料很多，我們可以開出很長一張單子。用的最多的是鐵氧體，因為它相對便宜，抗腐蝕能力也無可匹敵。但它有一個致命的缺陷：磁性不夠強。為了產生一個強磁場，你得需要數量驚人的鐵氧體。所以包含鐵氧體磁鐵的設備一般都龐大、笨重。nn 這一切對于大型的機械設備當然不成問題，但在這個微電子時代，我們需要更加小巧的東西， 關鍵字標籤：magruba.com.tw |
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