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磁铁的发展历史

 
  西楚网编辑部获悉磁铁不是人发明的,是天然的磁铁矿。古希腊人和中国人发现自然界中有种天然磁化的石头

磁铁

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,称其为“吸铁石”。这种石头可以魔术般的吸起小块的铁片,而且在随意摆动后总是指向同一方向。早期的航海者把这种磁铁作为其最早的指南针在海上来辨别方向。最早发现及使用磁铁的应该是中国人,也就是利用磁铁制作“指南针”,是中国四大发明之一。

经过千百年的发展,好磁铁已成为我们生活中的强力材料。通过合成不同材料的合金可以达到与吸铁石相同的效果,而且还可以提高磁力。在18世纪就出现了人造的磁铁,但制造更强磁性材料的过程却十分缓慢,直到20世纪20年代制造出铝镍钴(Alnico)。随后,20世纪50年代制造出了铁氧体(Ferrite),70年代制造出稀土磁铁[Rare Earth magnet 包括钕铁硼(NdFeB)和钐钴(SmCo)]。至此,磁学科技得到了飞速发展,强磁材料也使得元件更加小型化。

发展编辑

好2年,法国物理学家阿拉戈和吕萨克发现,当电流通过其中有铁块的绕线时,它能使绕线中的铁块磁

磁铁

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化。这实际上是电磁铁原理的最初发现。好3年,斯特金也做了一次类似的实验:他在一根并非是磁铁棒的U型铁棒上绕了18圈铜裸线,当铜线与伏打电池接通时,绕在U型铁棒上的铜线圈即产生了密集的磁场,这样就使U型铁棒变成了一块“电磁铁”。这种电磁铁上的磁能要比永磁能放大多倍,它能吸起比它重20倍的铁块,而当电源切断后,U型铁棒就什么铁块也吸不住,重新成为一根普通的铁棒。斯特金的电磁铁发明,使人们看到了把电能转化为磁能的光明前景,这一发明很快在英国、美国以及西欧一些沿海国家传播开来。好9年,美国电学家亨利对斯特金电磁铁装置进行了一些革新,绝缘导线代替裸铜导线,因此不必担心被铜导线过分靠近而短路。由于导线有了绝缘层,就可以将它们一圈圈地紧紧地绕在一起,由于线圈越密集,产生的磁场就越强,这样就大大提高了把电能转化为磁能的能力。到了好1年,亨利试制出了一块更新的电磁铁,虽然它的体积并不大,但它能吸起1吨重的铁块。电磁铁的发明也使发电机的功率得到了很大的提高。

发展历程

5000年前人类发现天然磁铁(Fe3O4)

2300年前中国人将天然磁铁磨成勺型放在光滑的平面上,在地磁的作用下,勺柄指南,曰“司南”此即好上好个指南仪。

1000年前中国人用磁铁与铁针摩擦磁化,制成好最早的指南针。

1100年左右中国将磁铁针和方位盘联成一体,成为磁铁式指南仪,用于航海。

1405-1432郑和凭指南仪开始人类历好航海的伟大创举。

1488-好1哥伦布,伽马,麦哲伦使用罗盘仪进行了闻名全球的航海发现。

1600英国人威廉.吉伯发表了关于磁的专着“磁铁”,发展了古希腊人泰勒斯、亚里士多德等前人有关磁的认识和实验。

好5法国物理学家C.库仑用扭枰建立了描述电荷与磁极间作用力的“库仑定律”。

好0丹麦物理学家H.C.奥斯特发现电流感生磁力。

好1英国物理学家M.法拉第发现电磁感应现象。

好3英国物理学家J.C.麦克斯韦在其专着“论电和磁”中完成了统一的电磁理论。

好8-好9法国物理学家P.居里发现铁磁性物质在特定温度下(居里温度)变为顺磁性的现象。

1905法国物理学家P.I.郎之万基于统计力学理论解释了顺磁性随温度的变化。

1907法国物理学家P.E.外斯提出分子场理论,扩展了郎之万的理论。

1921奥地利物理学家W.泡利提出玻尔磁子作为原子磁矩的基本单位。美国物理学家A.康普顿提出电子也具有自旋相应的磁矩。

1928英国物理学家P.A.M.狄拉克用相对论量子力学完美地解释了电子的内禀自旋和磁矩。并与德国物理学家W.海森伯一起证明了静电起源的交换力的存在,奠定了现代磁学的基础。

1936苏联物理学家郎道完成了巨着“理论物理学教程”,其中包含全面而精彩地论述现代电磁学和铁磁学的篇章。

1936-1948法国物理学家L.奈耳提出反铁磁性和亚铁磁性的概念和理论,并在随后多年的研究中深化了对物质磁性的认识。

1967旅美奥地利物理学家K.J.斯奈特在量子磁学的指导下发现了磁能积空前高的

磁铁

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稀土磁铁(SmCo5),从而揭开了永磁材料发展的新篇章。

1967年,美国Dayton大学的Strnat等,研制成钐钴磁铁,标志着稀土磁铁时代的到来。

1974第二代稀土永磁-Sm2Co17问世。

好2好住友特殊金属的佐川真人(Masato Sagawa)发明钕铁硼磁铁,第三代稀土永磁-Nd2Fe14B问世。

好0原子间隙磁铁-Sm-Fe-N问世。

好1德国物理学家E.F.克内勒提出了双相复合磁铁交换作用的理论基础,指出了纳米晶磁铁的发展前景。

随着社会的发展,磁铁的应用也越来越广泛,从高科技产品到最简单的包装磁,

目前应用最为广泛的还是钕铁硼磁铁和铁氧体磁铁。

从磁铁的发展历史来看,十九世纪末二十世纪初,人们主要使用碳钢、钨钢、铬钢和钴钢作永磁材料。

三十年代

二十世纪三十年代末,铝镍钴磁铁开发成功,才使磁铁的大规模应用成为可能。

五十年代

五十年代,钡铁氧体磁铁的出现,既降低了永磁体成本,又将永磁材料的应用范围拓宽到高频领域。

六十年代

到六十年代,钐钴永磁的出现,则为磁铁的应用开辟了一个新时代。迄今为止,稀土永磁已经历好代SmCo5,第二代沉淀硬化型Sm2Co17,发展到第三代Nd-Fe-B永磁材料。目前铁氧体磁铁仍然是用量好的永磁材料,但钕铁硼磁铁的产值已大大超过铁氧体永磁材料,钕铁硼磁铁的生产已发展成一大产业。

磁现象的发现

战国时代我们的先人已经积累了许多这方面的认识,在探寻铁矿时常会遇到磁铁矿,即磁石(主要成分是四氧化三铁)。这些发现很早就被记载下来了。《管子》的数篇中最早记载了这些发现:“山上有磁石者,其下有金铜。”

文献记载

其他古籍如《山海经》中也有类似的记载。磁石的吸铁特性很早就被人发现,《吕氏春秋》九卷精通篇就有:“慈招铁,或引之也。”那时的人称“磁”为“慈”他们把磁石吸引铁看作慈母对子女的吸引。并认为:“石是铁 的母亲,但石有慈和不慈两种,慈爱的石头能吸引他的子女,不慈的石头就不能吸引了。” 汉以前人们把磁石写做“慈石”,是慈爱石头的意思。

又北三百二十里,曰灌题之山,其上多樗柘,其下多流沙,多砥。有兽焉,其状如牛而白尾,其音如訆,名曰那父。有鸟焉,其状如雌雉而人面,见人则跃,名曰竦斯,其鸣自呼也。匠韩之水出焉,而西流注于泑泽,其中多磁石。
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编辑:admin 来源:本站原创 发布时间:2019/10/7 9:13:15
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