简介磁性液体的应用

磁性材料

简介磁性材料的应用应用物理林亚南1035006

简介磁性液体的应用

院系：应用物理系姓名：林亚南学号：1035006 一、定义：

磁性液体又称磁液、磁流体、磁性流体或铁磁流

体，是由强磁性粒子、基液以及界面活性剂三者混合

而成的

一种稳定的胶状溶液。该流体在静态时无磁性吸

引力，当外加磁场作用时才表现出磁性，它既具有液

体的流动性又具有固体磁性材料的磁性，正因如此，

它才在实际中有着广泛的应用，在理论上具有很高的

学术价值。

在电子仪表、机械、化工、环境、医疗等方面都

具有独特而广泛的应用，根据用途不同，可以选用不同的基液的产品。

二、性质：

由于磁性液体同时具有磁性和流动性，因此具有许多独特的磁学、流体力学、光学和声学特性。磁性液体表现为超顺磁性，本征矫顽力为零，没有剩磁；

在外磁场下，磁性液体被磁化，满足修正的伯努利方程。与常规伯努利方程相比，添加了一项磁性能，使磁性液体具有其它流体所没有的、与磁性相关联的新性质：例如磁性液体的表观密度随外磁场强度的增加而增大；

当光通过稀释的磁性液体时，会产生光的双折射效应与双向色性现象。当磁性液体被磁化时，使相对于磁场方向具有光的各向异性，偏振光的电矢量平行于外磁场方向比垂直于外磁场方向吸收更多，具有更高的折射率；超声波在磁性液体中传播时，其速度及衰减与外磁场有关，呈各向异性；磁性液体在交变场中具有磁导率频散、磁粘滞性等现象。

三、应用：

磁性液体的特殊性质开拓了许多新的应用领域，一些过去难以解决的工程技术问题，由于磁性液体的出现而迎刃而解。下面简单地介绍几种磁性液体应用的原理。

1. 旋转轴动态密

封磁性液体旋转轴

动态密封技术是磁性

液体较成熟也是最重

要的应用之一，现已

广泛应用于X-射线转

靶衍射仪、单晶炉、

大功率激光器、计算

机等精密仪器

的转轴密封。其结构

原理见图1. 磁性液体在非均匀磁场中将聚集于磁场梯度最大处，因此利用外磁场可将磁性液体约束在密封部位形成磁性液体“O”型环，具有无泄露、无磨损、自润滑、寿

命长等特点。目前在国外的精密仪器中，磁性液体密封部件作为一个整体出售，售价一般在两、三千美圆，不单独出售磁性液体。南京大学在磁性液体旋转轴动态密封方面做了大量工作，积累了丰富的经验，拥有一项国家实用新型专利。在南京大学、南京师范大学、南京55研究所等单位的仪器上使用我们的磁性液体密封技术，效果良好，真空度可达10-6t .磁性液体密封技术目前重要用于真空、灰尘、气体的动态密封，封水等液体由于难度较大，实际应用的不多。若能在封水、封油等方面取得突破，其应用领域将极为广阔，必将产生巨大的经济效益和社会效益。我们认为可从以下方面开展工作：改进密封件结构，改善磁路设计，研制新型磁性液体。

2. 扬声器将磁性液体注入扬声器的音圈气隙对音圈的运动起一定的阻尼作用，并能使音圈自动定位，同时音圈所产生的热量可以通过磁性液体耗散，因此加入磁性液体可以提高扬声器的承受功率，在同样结构条件下可使输入功率提高2倍，同时改善频率响应，提高保真度。磁性液体用于金属膜扬声器性能更佳。目前国内许多厂家生产磁性液体扬声器，生产线和磁性液体均从国外进口。若能将磁性液体国产化，必将带来非常可观的收益。

3. 阻尼器件利用磁性液体作

为旋转与线性阻尼器，以阻尼不需

要的系统振荡模式。与一般阻尼介

质相比优点在于可挤占籍助外磁场

定位。例如在步进马达中使用磁性

液体阻尼来消除系统的振荡与共

振，使马达精确定位。另外在防振

台中使用磁性液体阻尼（图2），可

消除外界振动噪音的干扰，以确保

精密仪器（天平，光学设备等）正

常工作。

4. 选矿分离利用磁性液体的表观比重随外

磁场的变化而改变的特点，可用来筛选比重不

同的非磁性矿物。比重差别在10%左右的矿物

可用此技术较好地分离，一般采用水基磁性液

体，可重复使用。

5. 开关下图左为磁性液体无摩擦开关示意图。水银和磁性液体装在一个不导电的容器中，利用外磁场改变水银在容器中的位置，来达到接通和断开电流的目的。下图右为不需动力的新型磁性液体离心开关示意图。磁性液体密封在转轴上的非磁性容器中。当转轴静止时，磁性液体位于容器下部，传感器检测不到它；当轴转动时，离心力使磁性液体分布于容器内壁，传感器检测到磁性液体并引发开关动作。

6. 精密研磨和抛光磁性液体研磨是利用磁性液体的

浮力将微米级的磨料悬浮于液体表面，与待抛光的工件紧

密接触。不论工件的表面形状多么特殊，均可用此技术精

密抛光。另外还可用来研磨高级Si3N4陶瓷球（图6），效

率比传统方法高40倍。

7. 传感器目前有两种商用磁性液体传感器：一种是在石油勘探工业中用来测量钻头的加速和倾斜如图左，另一种是在建筑工业中用来检测地下管道的倾斜如图右。

8. 其它应用除此以外，磁性液体还在许多领域有着广泛的应用前景。如：磁性液体印刷、磁性液体薄膜轴承、声纳系统、磁性药物、细胞磁性分离、磁性液体人工发热器、磁性液体涡轮发电、光学开关，磁性液体刹车，等等。

在汇报PPT过程中，因时间限制所以只简单介绍了磁性液体两方面的应用。

四、总结：

对于课上对PPT的讲解表现欠佳感到十分抱歉，可能因为平时缺乏这种锻炼少了些在众人面前讲说的信心与勇气，而且从别人的表现也对比出了自己的汇报实在是缺乏丰富的内容与精彩之处。我很感谢能有这次接受教诲的机会，无法回答出老师的提问让我深刻意识到了自己准备的匮乏和自己身上的不足之处，我会在以后的学习生活中加以改进的。

对于课上没有回答出的问题在课下进行了查询和总结：

超顺磁性：如果磁性材料是一单畴颗粒的集合体，对于每一个颗粒而言，由于磁性原子或离子之间的交换作用很强，磁矩之间将平行取向，而且磁矩取向在由磁晶各向异性所决定的易磁化方向上，但是颗粒与颗粒之间由于易磁化方向不同，磁矩的取向也就不同。现在，如果进一步减小颗粒的尺寸即体积，因为总的磁晶各向异性能正比于K1V，热扰动能正比于kT （K1是磁晶各向异性常数，V是颗粒体积，k是玻尔兹曼常数，T是样品的绝对温度），颗粒体积减小到某一数值时，热扰动能将与总的磁晶各向异性能相当，这样，颗粒内的磁矩方向就可能随着时间的推移，整体保持平行地在一个易磁化方向和另一个易磁化方向之间反复变化。从单畴颗粒集合体看，不同颗粒的磁矩取向每时每刻都在变换方向，这种磁性的特点和正常顺磁性的情况很相似，但是也不尽相同。因为在正常顺磁体中，每个原子或离子的磁矩只有几个玻尔磁子，但是对于直径5nm的特定球形颗粒集合体而言，每个颗粒可能包含了5000个以上的原子，颗粒的总磁矩有可能大于10000个玻尔磁子。所以把单畴颗粒集合体的这种磁性称为超顺磁性。

本征矫顽力：铁磁性和亚铁磁性物质的饱和磁滞回线与横坐标交点的磁场值。反映物质退磁的难易程度和剩磁状态的稳定性。

磁滞：铁磁体在反复磁化的过程中，它的磁感应强度的变化总是滞后于它的磁场强度，这种现象叫磁滞。磁滞现象是由于掺杂和内应力等的作用，当撤掉外磁场时磁畴的畴壁很难恢复到原来的形状，而表现出来。

剩磁：永磁体经磁化至技术饱和，并去掉外磁场后所保留的表面场Br, 称为剩余磁感感应强度。简称剩磁，用Br表示，单位为mT(KG)毫特斯拉。KG为电磁单位制，读为千高斯。换算关系1T=10000GS,

纳米磁液实验报告

harbin institute of technology 纳米技术实验报告 课程名称：纳米技术院系：航天学院微电子科 学与技术系班级： 21系设计者：王 立刚学号： 14s121034 指导教师： 哈尔滨工业大学 实验二：接触角测量实验 一、实验目的 1、在研究纳米材料时，表面润湿特性是纳米材料的重要性质，通过本实验了解润湿接触 角概念和测量原理； 2、采用高倍显微镜观测实验材料（316不锈钢，吊兰叶片，氮化硼纳米管膜）的表面微 观结构； 3、掌握用接触角测量仪测量纳米材料的接触角。 二、实验仪器、样品 jc2000c1 接触角测量仪，包括接触角测量仪主机平台，蠕动加样泵，ccd摄像头等几部分。计算 机ccd及数据处理软件，烧杯，超纯水，移液器，316不锈钢片，吊兰叶片，氮化硼纳米管 膜。 三、实验原理 所谓接触角是指在固体材料水平表面上滴一液滴，形成的固、液、气三相交界点处，气 —液界面和固—液界面两切线把液相夹在其中时所成的角θ（contact angle），如图1所示。 图1 接触角 润湿（wetting）的热力学定义是，若固体与液体接触后体系（固体和液体）的自由能g 降低，称为润湿。接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度，θ在0~180°之间，θ ＝90°可作为润湿与不润湿的界限，当θ<90°时为可润湿，材料是亲水性的；当θ>90° 时为不润湿，材料是疏水性的。 本实验使用液滴量角法，拟合分析法。量角法是将固体表面上的液滴投影到屏幕上，然 后直接测量切线与相界面的夹角，即直接测量接触角的大小。拟合分析法是选中液滴两侧的 底部，两侧的中部，和顶部五个点拟合出液滴的形貌，然后进行接触角的测量。 本实验使用的样品有三种材料，316不锈钢，吊兰叶片，氮化硼纳米管膜。316不锈钢具 有标准的不锈钢润湿特性，呈亲水性；吊兰叶片为自然界中具有特殊表面润湿效应的生物体； 氮化硼纳米管膜为仿生疏水膜。 四、实验步骤 1、接触角测量 将实验样品摆在测试台上，转动蠕动泵旋钮在样品表面加一滴水样，开机运行 jc2000-usb.exe，进入接触角测量界面，按“冻结图像”后，“保存图片”。分别测：3个实 验样品的接触角。 2、实验处理 按“量角法”，进入量角法主界面，按“开始”，选中需要计算的图形文件。先定量角器 的精度，然后，测量尺通过向上、下、左、右及旋转，至测量尺与液滴边缘相切，再下移测 量尺到液滴顶端，再将旋转测量尺，使其与液滴左端相交，即得到接触角的数值。也可以使 测量尺与液滴右端相交，此时用180°减去测量值即为接触角。 五、实验结果 1、316不锈钢片 图2 316不锈钢片上水滴形貌

磁性纳米材料的应用

磁性纳米材料的应用 磁性纳米颗粒是一类智能型的纳米材料，既具有纳米材料所特有的性质如表面效应、小尺寸效应、量子效应、宏观量子隧道效应、偶连容量高，又具有良好的磁导向性、超顺磁性类酶催化特性和生物相容性等特殊性质，可以在恒定磁场下聚集和定位、在交变磁场下吸收电磁波产热。基于这些特性，磁性纳米颗粒广泛应用于分离和检测等方面。 （一）生物分离 生物分离是指利用功能化磁性纳米颗粒的表面配体与受体之间的特异性相互作用（如抗原-抗体和亲和素 -生物素等）来实现对靶向性生物目标的快速分离。 传统的分离技术主要包括沉淀、离心等过程，这些纯化方法的步骤繁杂、费时长、收率低，接触有毒试剂，很难实现自动化操作。磁分离技术基于磁性纳米材料的超顺磁性，在外加磁场下纳米颗粒被磁化，一旦去掉磁场，它们将立即重新分散于溶液中。因此，可以通过外界磁场来控制磁性纳米材料的磁性能，从而达到分离的目的，如细胞分离、蛋白质分离、核酸分离、酶分离等，具有快速、简便的特点，能够高效、可靠地捕获特定的蛋白质或其它生物大分子。此外，由于磁性纳米材料兼有纳米、磁学和类酶催化活性等特性，不仅能实现被检测物的分离与富集，而且能够使检测信号放大，具有重要的应用前景。 通常磁分离技术主要包括以下两个步骤：（ 1）将要研究的生物实体标记于磁性颗粒上；（2）利用磁性液体分离设备将被标记的生物实体分离出来。 ①细胞分离：细胞分离技术的目的是快速获得所需的目标细胞。传统的细胞分离技术主要是根据细胞的大小、形态以及密度差异进行分离，如采用微滤、超滤和超滤离心等方法。这些方法虽然操作简单，但是特异性差，而且纯度不高，制备量偏小，影响细胞活性。但是利用磁性纳米材料可以避免一定的局限性，如在磁性纳米材料表面接上具有生物活性的吸附剂或配体（如抗体、荧光物质和外源凝结素等），利用它们与目标细胞特异性结合，在外加磁场的作用下将细胞分离、分类以及对数量和种类的研究。 磁性纳米材料作为不溶性载体，在其表面上接有生物活性的吸附剂或其它配体等活性物，利用它们与目标细胞的特性结合，在外加磁场作用下将细胞分离。 温惠云等的地衣芽孢杆菌实验结果表明，磁性材料 Fe3O4 的引入对地衣芽孢杆菌的生长没有影响；Kuhara等制备了人单克隆抗体anti-hPCLP1,利用 anti-hPCLP1 修饰的磁纳米颗粒从人脐带血中成功分离了成血管细胞，PCLP1 阳性细胞分离纯度达到了 95%。 ②蛋白质分离：利用传统的生物学技术（如溶剂萃取技术）来分离蛋白质程序非常复杂，而磁分离技术是分离蛋白分子便捷而快速的方法。 基于在磁性粒子表面上修饰离子交换基团或亲和配基等可与目标蛋白质产生特异性吸附作用的功能基团 , 使经过表面修饰的磁性粒子在外加磁场的作用下从生物样品中快速选择性地分离目标蛋白质。 王军等采用络合剂乙二胺四乙酸二钠和硅烷偶联剂KH-550寸磁性Fe3O4粒 子进行表面修饰改性 , 并用其对天然胶乳中的蛋白质进行吸附分离。结果表明 , 乙二胺四乙酸通过化学键合牢固地结合在磁性粒子表面 , 并通过羰基与蛋白质反应, 达到降低胶乳氮含量的目的。 ③核酸分离 经典的DNA/RN分离方法有柱分离法和一些包括沉积、离心步骤的方法，这些方法的缺点是耗时多，难以自动化，不能用于分析小体积样品，分离不完全。

磁性材料及其应用研究

万方数据

乘客乘车的凭证和票价结算的磁性卡等。 图１磁性材料 ２．１永磁材料 一经外磁场磁化以后，即使在相当大的反向磁场作用下，仍能保持一部或大部原磁化方向的磁性。对这类材料的要求是剩余磁感应强度Ｂｒ高，抗退磁能力强，磁能积（ＢＨ）大。相对于软磁材料而言，它亦称为硬磁材料。永磁材料有合金、铁氧体和金属间化合物三类。①合金类：包括铸造、烧结和可加工合金。铸造合金的主要品种有：ＡＩＮｉ（Ｃｏ）、ＦｅＣｒ（Ｃｏ）、ＦｅＣｒＭｏ、ＦｅＡＩＣ、ＦｅＣｏ（Ｖ）（Ｗ）；烧结合金有：Ｒｅ－－Ｃｏ（Ｒｅ代表稀土元素）、Ｒｅ—Ｆｅ以及ＡｌＮｉ（Ｃｏ）、ＦｅＣｒＣｏ等；可加工合金有：ＦｅＣｒＣｏ、ＰｔＣｏ、ＭｎＡＬＣ、ＣｕＮｉＦｅ和Ａ１ＭｎＡｇ等，后两种中ＢＨＣ较低者亦称半永磁材料。②铁氧体类：主要成分为ＭＯ?６Ｆｅ２０３，Ｍ代表Ｂａ、Ｓｒ、Ｐｂ或ＳｒＣａ、ＬａＣａ等复合组分。③金属间化合物类：主要以ＭｎＢｉ为代表。根据使用的需要，永磁材料可有不同的结构和形态。有些材料还有各向同性和各向异性之别。 ２．２软磁材料 它的功能主要是导磁、电磁能量的转换与传输。因此，对这类材料要求有较高的磁导率和磁感应强度，同时磁滞回线的面积或磁损耗要小。与永磁材料相反，其Ｂｒ和ＢＨＣ越小越好，但饱和磁感应强度Ｂｓ则越大越好。软磁材料大体上可分为四类。①合金薄带或薄片：ＦｅＮｉ（Ｍｏ）、ＦｅＳｉ、ＦｅＡＩ等。 ②非晶态合金薄带：Ｆｅ基、Ｃ０基、ＦｅＮｉ基或ＦｅＮｉＣｏ基等配以适当的ｓｉ、Ｂ、Ｐ和其他掺杂元素，又称磁性玻璃。③磁介质（铁粉芯）：ＦｅＮｉ（Ｍｏ）、ＦｅＳｉＡＩ、羰基铁和铁氧体等粉料，经电绝缘介质包覆和粘合后按要求压制成形。④铁氧体：包括尖晶石型一一ＭＯ?Ｆｅ２０３（Ｍ代表ＮｉＺｎ、ＭｎＺｎ、ＭｇＺ．、Ｌｉｌ／２Ｆｅｌ／２Ｚｎ、ＣａＺｒｔ等），磁铅石型一一Ｂａ３Ｍｅ２Ｆ也４０１４１（Ｍｅ代表Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｕ及其复合组分）。 ２．３矩磁材料和磁记录材料 主要用作信息记录、无接点开关、逻辑操作和信息放大。这种材料的特点是磁滞回线呈矩形。旋磁材料具有独特的微波磁性，如导磁率的张量特性、法拉第旋转、共振吸收、场移、相移、双折射和自旋波等效应。据此设计的器件主要用作微波能量的传输和转换，常用的有隔离器、环行器、滤波器、衰减器、相移器、词制器、开关、限幅器及延迟线等，还有尚在发展。 ３磁性材料的应用及行业发展 ３．１磁性材料的应用 我们知道，硬磁性材料被磁化以后，还留有剩磁，剩磁的强弱和方向随磁化时磁性的强弱和方向而定。录音磁带是由带基，粘合剂和磁粉层组成。带基一般采用聚碳酸脂或氯乙烯等制成。磁粉是用剩磁强的ｒ—Ｆｅ２０３或Ｃｒ０２细粉。录音时，是把与声音变化相对应的电流，经过放大后，送到录音磁头的线圈内，使磁头铁芯的缝隙中产生集中的磁场。随着线圈电流的变化，磁场的方向和强度也作相应的变化。当磁带匀速地通过磁头缝隙时，磁场就穿过磁带一３６８～并使它磁化。由于磁带离开磁头后留有相应的剩磁，其极性和强度与原来的声音相对应。磁带不断移动，声音也就不断地被记录在磁带上。 应用于计算机磁性存储设备和作为乘客乘车的凭证和票价结算的磁性卡所用的磁性材科及作用原理，同磁带所用的磁性材料及作用原理基本相同，只是用处不同而已。在磁性卡上有一窄条磁带，当你乘地铁从甲站到乙站时，在甲站向仪器中投入从甲站到乙站的票钱（硬币），之后投出一张磁性卡，在投出这张磁性卡的过程中已录上了到乙站下车的磁记录，拿这张磁性卡乘车到乙站后投入到仪器中，门开，出站。如果没在乙站下车，而是在比乙站远的丙站下车，投入的硬币不够，出站门不开。要拿磁性卡补票后才能出站。在乙站或丙站投入磁性卡的过程，就是磁记录经过磁头变成电信号的过程。再用电信号控制站门开关。电机的铁芯所用的磁性材料一般用硬磁铁氧体，这些材料的特点是磁化后不易退磁。对磁通的阻力小。磁性材料的用途广泛，磁性材料在电子技术领域和其他科学技术领域中都有重要的作用。 ３．２磁性材料的行业发展 中国地大物博，金属和稀有元素矿藏非常丰富，有着丰富而天然的原材料资源优势，磁性材料产业所需的各种原材料几乎国内都能满足。磁性材料行业，离不开稀土。因为稀土成本占磁材原料成本的３０％，而中国是稀土的故乡，世界上８０％的稀土储量在中国，因此中国稀土的资源优势，决定了磁性材料行业的中国优势。 ２００６年中国出口各类磁体２３万吨，出口金额仅８．６亿美元；进口各类磁体６．９万吨，而进口金额达５．７亿美元。２００７年１—８月中国电磁铁；永磁铁等；电磁或永磁工件夹具等进口数量为５７，０３１，９９２．００千克，用汇５１３，１６１，９８７．００美元；出口数量为１９３，８４０，０３５．００千克，创汇８０９，９０９，６２０．００美元。 中国磁性材料工业在产量方面已经初具规模，发展速度很快，但与日本等磁性材料工业发达的国家相比，无论是管理水平、制造工艺、产品质量及产品档次都存在一定差距。中低档产品占据了较大的国际市场，但在高档产品上还缺乏竞争力。随着高清晰度电视等消费类电子产品的日益普及，汽车、通信业的发展，对高档磁性材料的需求越来越多。中国的磁性材料企业应该抓住这个有利的时机，开发高档磁性材料产品，占领国际市场。 “十一五”时期，是中国磁性材料工业大发展时期，世界磁性材料产业中心已经转移到中国。预计中国铝镍钴磁钢产量为３，０００吨（全球产量７，８４０吨），铁氧体永磁产量１９５，０００吨（全球产量６７６，０００吨），稀土钕铁硼磁体９，４００吨（全球１４，４００吨），软磁铁氧体产量９８，８００吨（全球４３１，０００吨）。到２０１０年中国各类磁体的产量均稳居世界之首，占全球的份额还将继续增大。到２０２０年，中国磁性材料的产量将占全球一半以上，成为世界磁性材料产业中心。 参考文献 ［１］胡双锋，黄尚宇，周玲，吕书林．磁学的发展及重要磁性材料的应［Ｊ］．稀有全属材料与工程。２００７．（９）． ［２３余声明．智能磁性材料及其应用ＥＪ］．磁性材料度嚣件，２００４，（５）．［３］宋振纶，李卫．钕铁硼永詹材科表面防护技术：特点?应用?同题 ［Ｊ］．磁性材料及器件，２００８，（１）．万方数据

磁性液体

磁性液体 1.概述 磁性液体,是磁性微粒表面包覆表面活性剂,并高度分散在基液中形成的磁性胶体溶液。这种溶液在重力场和磁力作用下也不会出现凝聚和沉淀现象。在外磁场下能够被磁化,通常显示超顺磁性。撤去外场时,其磁畴又重新恢复杂乱无章的无序状态而消失其宏观特性。磁性液体兼有固体的磁性和液体的流动性。是一种新型的功能材料,在诸多领域有着广泛的应用。60年代初期,美国宇航局为了解决宇宙服可动部分的密封及在空间失重条件下的燃料补充问题,开发了磁性液体。1965年,S.S.Pappell获得世界上第一个具有试用意义的制备磁性液体的专利。磁性液体问世后的短短几年,它就走出实验室,开始应用于科学实验和工艺装置中。自60年代末期以来,美国、日本、前苏联、英国等国家相继开展了磁性液体技术的研究。我国也于70年代末期开始磁性液体及其应用技术的研究。 目前,磁性液体出现了一系列品种,从其磁性微粒来分,有三大基本类别:铁氧体系、金属系和氮化铁系磁性液体。其中铁氧体系磁性微粒有γ-Fe2O3、MeFe2O4(Me=Co、Mn、Ni)、Fe3O4,这类磁性液体在产量上占绝对优势,但受其自身限制,其饱和磁化强度较低,最高为850Gs,应用 范围有限;金属系有Ni、Co、Fe以及FeCo和NiFe合金等,饱和磁化强度可达1500Gs,但即使是在惰性气体保护和加入抗氧剂的情况下也无法完全阻止其氧化;氮化铁系磁性液体相比较而言,饱和磁化强度高、化学稳定性强。此外,一种以普通磁性液体和非磁性液体复合 形成的复合型磁性液体也已出现,这种磁性液体具有双折射和二向色性等新奇特性。日本还研制成了彩色和透明磁性液体。随着研究的深入,将有越来越多的新成员加入到磁性液体家族中来。人们对磁性液体的特性研究也在不断发展和深入。首先从磁性液体的制备工艺和种类方面不断提高和改善磁性液体的基本特性,如Fe3O4磁性液体的饱和磁化强度从0.02T发展到0.06T左右。另外,人们还对磁性液体所表现出的各种特殊性质进行了研究,如粘度特性、力学特性、光学特性、声学特性及温度特性等。在磁性液体应用方面,密封是其最成熟的应用,其次,在航天、电子、机械、冶金、石油化工、环保、轻工、遥控遥测、仪表、阻尼、热交换、磁回路、传热器、电声器、医疗卫生等方面也获得了广泛应用。随着生物磁学的发展,磁性液体在生物磁学上开拓新的应用领域,如在药物靶向供给、生物物料提纯、红血球分离等方面的应用正在进行当中。 2.磁性液体的制备 制备磁性液体技术关键是：（1）磁性微粒的尺寸必须足够小。只有磁性液体中的微粒尺寸小于10nm时，微粒才能做布朗运动，不发生沉淀；（2）磁性微粒稳定均匀地分散于载液中。只有当微粒均匀分散于液体中，而且不发生沉淀时，磁性液体才具有可用性。其中，表面活性剂的选择是磁性液体制备技术的核心。就目前而言，制得超微细颗粒的方法既有粉碎、解胶、吸附、有机相分散法等物理化学方法；也有诸如火花电蚀法、真空蒸着法、羰基热解法、热分解法、氢还原法、电解等特种方法。 2.1早期的磁性液体制备 2.1.1机械粉碎法 该法是将分散质、表面活性剂与溶媒放在一起，在球磨机上进行长时间的研磨，然后通过过滤或离心分离的方法去除掉粗粒子而制得磁性液体。但是该法研磨时间很长，成本过高，因而没有得到推广。

关于磁性材料及其应用的探讨

关于磁性材料及其应用的探讨 发表时间：2019-08-15T14:05:45.490Z 来源：《工程管理前沿》2019年第9期作者：程俊峰[导读] 对磁性材料的相关应用进行探讨，以促进磁性材料的不断发展。 宁波招宝磁业有限公司 315000 【摘要】磁性材料的用途多种多样，目前越来越多的学者对其进行了研究，本文对磁性材料的相关应用进行探讨，以促进磁性材料的不断发展。 【关键词】磁性材料；应用；探讨 1引言 磁性材料的种类多种多样，例如磁性纳米材料、磁性气凝胶材料、磁性吸附材料等，不同的材料其用途各不相同，可以被应用与不同的领域。目前，磁性材料已经成为研究热点，根据其优势越来越多的被应用于各个行业中，本文介绍了几种磁性材料以及其应用。2磁性纳米材料 与大多现有生物医用纳米材料不同，以纳米氧化铁为代表的医用磁性纳米颗粒既可介导外场产生局域磁场、热效应、力学效应，又兼顾了本征的类酶催化活性。同时，纳米氧化铁是当前为数不多的已被美国食品药品监督管理局（FDA）批准可用于临床的无机纳米材料. 因此，将多功能集成于一体的磁性纳米颗粒在磁共振造影成像（MRI）、磁感应热疗、细胞命运调控、生物催化等生物医学相关领域展现出巨大的应用前景. 在生物影像方面，超顺磁性氧化铁纳米颗粒增强的磁共振 T 2 成像已应用于多种疾病的诊断；在肿瘤精准治疗方面，集成影像与热疗为一体的磁性氧化铁诊疗一体化纳米平台材料也展现了巨大潜力；在生物催化方面，磁性氧化铁纳米材料由于具有类生物酶的催化特性，且稳定性高、经济以及可规模化制备等特点，已经成为当前的研究热点之一。然而，磁性纳米材料在取得良好进展的同时，也面临着更重要的挑战. 比如，传统超顺磁氧化铁纳米颗粒作为磁共振T 2 造影剂，在临床应用上存在易与低信号区产生混淆，且图像分辨率仍有待提高的问题，作为磁热疗剂，其低的磁热效率也一直是临床靶向磁热疗应用的障碍. 令人欣慰的是，随着磁性纳米材料合成技术的不断发展，新型的磁性纳米材料不断涌现，不仅有效改善了以往存在的科学问题，而且也进一步扩展了其在生物医学领域的应用面. 如利用准顺磁氧化铁作为T 1 造影剂已被成功开发，高磁-热效率的纳米热疗剂也逐步进入人们视野，在脑神经调控、生物体器官冷冻复苏、细胞命运调控以及肿瘤诊疗一体化等方面也取得了长足进展。目前，磁性纳米材料在生物医学应用的多个领域都展现出其独特的优势，特别是在高效介导外场产生的生物效应及其应用上取得了重要进展。 3磁性气凝胶材料 气凝胶是由胶体粒子或高聚物分子相互聚结构成的纳米多孔网络结构，并在孔隙中充满气态分散介质的一种高分散固态材料。气凝胶最初由 Kistle制得，他采用超临界干燥技术成功制备了二氧化硅气凝胶，因此将气凝胶定义为湿凝胶通过超临界干燥所获得的材料。随着气凝胶材料的不断发展，具有特殊功能的气凝胶也越来越受到人们的关注。磁性气凝胶是一种具有磁响应性能的气凝胶材料，它同时兼具气凝胶的特性和磁响应性能，在吸附、催化和生物医学等领域的应用都有独特的优势。磁性气凝胶主要采用将磁功能化的材料分散在溶液中，经过凝胶化、老化和超临界干燥等步骤制得，通常的方法是将磁性纳米颗粒物理分散或化学接枝到气凝胶基质中，如在常规气凝胶上负载磁性纳米材料，以赋予其磁性能。因磁功能化的纳米材料和气凝胶基质的不同，磁性气凝胶的结构和性能也会变化，这为制备具有特殊功能的气凝胶提供了条件，具有很广的研究前景。磁性气凝胶可分为无机磁性气凝胶和有机磁性气凝胶两类:无机磁性气凝胶的基质主要是 SiO2 和 TiO2 等气凝胶，主要研究磁性颗粒与气凝胶基体的相互作用机理以及对材料结构和性能的影响。而有机磁性气凝胶的基质主要是石墨烯气凝胶和碳气凝胶等柔性气凝胶，它们主要应用于吸附、催化和医药载体等领域，且具有磁分离效果好、催化效率高和可回收利用的特点。在水处理中，磁性气凝胶材料能在保持其自身结构完整的前提下有效吸附污染物，并且能够通过在外部加载磁场的作用下实现快速分离与回收，是一种新型的环保吸附剂。由于具有高比表面积、高孔隙率以及磁性能，磁性气凝胶在催化效率和磁响应性能上有巨大的优势，也可以作为高效催化剂使用。此外，磁性气凝胶材料还在生物医药和电极材料等领域有优异的性能和广泛的应用，是一种研究与应用潜力巨大的新型材料。 4磁性吸附材料 工业发展一方面促进了科技的发展，给人们生活创造了各种便利，但另一方面由于涉及各种化学反应和材质，生产过后带来的环境垃圾以及废水的排放和处理也是一大难题。废水的排放会导致新的环境安全问题，国家对排放进行了限制，专家们也致力于研究出新的方式来处理废水，那么磁性吸附就是新兴的一种方式。 磁性材料在外加磁场的条件下就可以加速重金属离子与液体的分离，因此确保吸附材料具有稳定的磁性，就需要通过一番实验制得。实验发现制得的磁性氧化石墨烯取得了良好的吸附效果，比如实验将 FeCl 3 ·6H 2 O 作为前驱体制备出 Fe 3 O 4 修饰的三元磁性氧化石墨烯AMGO 很好的对 Cr(VI) 进行了吸附。还有 Cu 2+ 、Pb 2+ 、Ni 2+ 、Hg 2+ 、Cd 2+ 、As 3+ 、As 5+ 、Cr 6+ 等重金属离子存在于水和土壤中给环境带来了很大的污染，简单的物理和化学方法不能高效的除去这些重金属离子，那么研究出完备的吸附法就可以解除燃眉之急。 我们都知道水体中各种成分都是可以共存的，如果采用化学反应之类的除去重金属离子，会对原来的水体造成化学污染，而且浪费了资源，过滤和回收都是需要耗费很大的代价的。在这个基础下，水中的任何物质之间都是有可能发生反应从而影响重金属离子的去除的，为了避免这个弊端，需要保证吸附材料具有稳定的磁性，同样还要保证自身的稳定性。合成物就是一种稳定存在的方式，Fe 表面含有很强络合重金属离子能力的丰富的官能团，被相关人员拿来做研究，经实验发现在此基础下具有一定的吸附量，而且吸附量深受 PH 的影响，为了达到高效的吸附量需要对相关影响因素进行控制和调整。 在不同的 pH 下还有在不同金属离子的存在下，所具备的吸附效果也是不同的。在 pH 为 5.3 的情况下 GO/Fe 3 O 4 对 Cu(II)的最大吸附容量是 18.26 mg/g，但是在 FA 存在时最大吸附容量可以达到19.09 mg/g。除此之外对重金属离子的吸附性还和吸附顺序有关，所以对于不同的重金属离子的吸附量也是不同的。如何制备出更加强效的稳定性的材料就需要通过各种离子的尝试。运用化学反应将实验收获的具有吸附能力的离子制备成稳定的合成物，在加上磁性条件的情况下加强吸附效果。比如将 Fe 3+ 和 Fe 2+ 与 GO 上的羧基形成配合物制得的磁性氧化石墨烯就对许多重金属离子有明显的吸附成效。因此专家和研究人员把目光和研究方向投向具有磁性的吸附材料上，经过尝试和摸索，确实得到比较完备的实验报告和收获，相信在未来会制备出更加高效的吸附材料。

磁性材料的研究现状与应用

磁性材料的研究现状与应用 磁性材料是功能材料的重要分支，利用磁性材料制成的磁性元器件具有转换、传递、处理信息、存储能量、节约能源等功能，广泛地应用于能源、电信、自动控制、通讯、家用电器、生物、医疗卫生、轻工、选矿、物理探矿、军工等领域,尤其在信息技术领域已成为不可缺少的组成部分。 磁性材料大体上分为两类：其一为铁磁有序的金属磁性材料；其二绝大多数为亚铁磁有序、具有半导体导电性质的非金属磁性材料。磁性材料的发展过程大致可分为三个阶段：50年代以前主要研究金属磁性材料；50到80年代为铁氧体的黄金时代，除电力工业外，各领域中铁氧体占绝对优势；90年代以来，纳米磁性材料崛起。磁性材料由3d过渡族金属与合金的研究扩展到3d-(4f,4d,5d,5f)合金与化合物的研究与应用。同时，磁性功能材料也得到了显著的进展。 一、磁性的描述 磁及磁现象的根源是电流，或者说磁及磁现象的微观机制是电荷的运动形成原子磁矩造成的，而且，所有的物质都是磁性体，只是由于构成物质的原子结构不同，而显示出的磁学性能不同。有铁磁性、亚铁磁性、反铁磁性、顺磁性、抗磁性以及无磁性等。描述材料的磁性的物理量有磁化强度M、磁化率χ、磁感应强度B、磁导率μ。 根据物质磁化率的符号和大小，可以把物质的磁性大致分为五类：抗磁体、顺磁体、铁磁体、亚铁磁体和反铁磁体。影响材料性质的有磁化强度随温度的变化。即在不同温度下，磁化强度不同的性质。铁磁材料的自发磁化在居里温度Tc处发生相变，Tc以下为铁磁性，而Tc以上铁磁性消失。同样亚铁磁性材料也具有类似的特性。另外一个必须注意的因素便是磁各向异性，即磁学特性随材料的晶体学方向不同而不同的性质，典型特征便是在不同方向施加磁场会测得不同的磁滞回线。 磁性材料的基本特征可以分为两大类： (1)完全由物质本身(成分组分比)决定的特性。主要有饱和磁化强度Ms和磁感应强度Bs; (2)由物质决定,但随其晶体组织结构变化的特性。主要有磁导率、矫顽力Hc和矩形比Br/Bs，以及磁各向异性。 由此，利用和开发磁性材料就需要有分析技术和加工工艺两个方面的进展。从历史上而言，按材料加工技术进展区分，大体可有以下几个阶段： (1)熔炼铸造技术，获得铁及其合金等软磁和永磁材料。 (2)粉末冶金，开发绝缘性磁性材料、陶瓷材料和稀土永磁材料。 (3)真空镀膜，开发了镀膜磁性材料及非晶磁性材料，制成磁纪录介质及微磁学器件。 (4)单原子层控制技术，制备了定向晶体学取向型、巨磁电阻多层膜、人工超晶格等有特殊用途的磁性材料。 而磁性材料的开发和利用，也就是采取以上这几种技术工艺方法来加强所需要的性能，抑制不利于所需性能的因素。 二、软磁材料和永磁材料 软磁材料，也是高磁导率材料，是应用中占比例最大的传统磁性材料，多用于磁芯。是指由较低的外部磁场强度就可获得很大的磁化强度及高密度磁通量的材料，对这种材料的基本要求是： (1)初始磁导率μi和最大磁导率μm要高，以提高功能效率； (2)剩余磁通密度Br要低，饱和磁感应强度Ms要高,以节省资源并迅速响应外磁场； (3)矫顽力Hc要小，以提高高频性能； (4)铁损要低以提高功能效率；

磁性碳纳米复合材料新型吸附剂处理污水重金属技术及进展

第33卷第2期2016年6月 上海第二工业大学学报 JOURNAL OF SHANGHAI POLYTECHNIC UNIVERSITY V ol.33No.2 Jun.2016 文章编号:1001-4543(2016)02-0081-07 磁性碳纳米复合材料新型吸附剂处理污水重金属技术及进展 郭占虎1,闫星如1,关杰2 (1.田纳西大学诺克斯维尔分校化学与生物分子工程系,美国田纳西州37996; 2.上海第二工业大学环境与材料工程学院,上海201209) 摘要:快速工业化导致排放的污水含有越来越多的重金属(铬,镉,汞,钽,铅,和砷)。其中,Cr(VI)是一种常见的水污染物,具有很强的毒性和移动性。因此,迫切需要寻求经济、有效和可持续使用的处理Cr(VI)的方法。磁性碳纳米复合材料(Magnetic Carbon Nanocomposites,MCNCs)有较大的比表面积,可增强重金属去除效率,同时材料的磁性有利于回收纳米材料。然而,用MCNCs去除污水中重金属的相关技术至今很少有人研究,文中介绍了MCNCs 去除重金属的基本原理,并以两种不同的MCNCs为例,介绍了相关研究的最新进展。 关键词:磁性;纳米复合材料;污水;重金属 中图分类号:TB383文献标志码:A 0引言 随着现代工业的快速发展,地表水的环境问题已经成为国际热点话题。现代工业排放的污水中所含重金属越来越多,比如铬,镉,汞,钽,铅和砷[1]。其中,Cr(VI)是一种常见的剧毒污染物,由于其在水溶液中具有较大溶解性,所以具有很强的移动性,对环境和人类生存的影响巨大[2]。美国环境保护局规定,铬离子在饮用水中的最大限额为100μg/L[3]。世界卫生组织要求饮用水中铬离子含量最高为50μg/L[3]。目前开发的、用以解决重金属问题的技术,包括氰化法、化学沉淀、化学还原法、离子交换法和反渗透法[4-8]。但是,这些方法均存在较为明显的缺陷:氰化法在使用过程中可产生剧毒中间体及其他有机氯化合物,将引起二次污染,导致更多的环境问题;化学沉淀法虽较为简单,但会有大量的沉淀污泥产生,处理低浓度重金属和后续污泥均需增加投入,成本较高[9];离子交换法对于处理含有离子和非离子性的杂质有限制,且操作成本高;反渗透法虽可以有效地降低金属离子浓度,但pH范围和操作成本都限制了其应用。近期研究发现,采用吸附法具有明显优势,其成本较低并且高效[10-11]。相比于沉淀法和电化学法,污水中重金属浓度较低时,吸附法可以比较有效地将其除去。 常用的吸附剂有矿物黏土、生物吸附剂和金属氧化物,然而由于表面疏水性和对金属离子结合力较弱,这些吸附剂的去重金属能力并不理想。近年来,有学者报道碳材料,如活性炭、石墨烯和碳纳米管,具有较好的去重金属离子的能力[12-14],但是这类材料具有低效且不易分离的明显缺陷。活性炭具有较高比表面积,是净化污水吸附剂中的一种,但是当污染物质量分数低至10?9时,活性炭无法再减少污染物的浓度[15-16]。同时,是否易于分离也是吸附剂应用的重要指标。分离碳材料一般采用离心分离法,它要求较高转速,导致应用成本增加。本课题组的研究工作发现,磁性碳纳米复合材料(Magnetic Carbon Nanocomposites,MCNCs)有较大的比表面积,可增大重金属的去除效率,同时所具有的磁性有利于回收纳米材料。 本文将通过两个相关的研究实例介绍MCNCs 去除污水中重金属的基本原理、性能表征及研究展望。以期有助于人们对MCNCs去除污水中重金属应用的理解和认识。 收稿日期:2016-03-07 通信作者:郭占虎(1973–),男,山西运城人,副教授,博士,主要研究方向为多功能复合材料。 电子邮箱nanomaterials2000@https://www.sodocs.net/doc/8d18534554.html,。 基金项目:上海高校特聘教授(东方学者)岗位计划(No.1410000195)、美国自然科学基金(CMMI13-14486)资助

纳米Fe3O4磁流体的制备

化学化工学院材料化学专业实验报告 一、预习部分 1、纳米磁流体的性质和应用 纳米磁性液体是纳米铁磁性微粒在表面活性剂的包覆下，稳定地分散在液体中而形成的一种胶体体系。同时既具有固体磁性材料的磁性，又有液体的流动性。它是由lOnm以下的纳米级的强磁性微粒高度弥散于某种液体中所形成的稳定的胶体体系。磁性液体中的磁性微粒非常小，以致在基液中呈现混乱的布朗运动。这种热运动足以抵消重力的沉降作用以及削弱粒子间电磁的相互凝聚作用，在重力和电磁场的作用下能稳定存在，不产生沉淀和凝聚。纳米磁性流体由基载液、磁性微粒和表面活性剂构成。 1.1 纳米磁流体的性质 纳米粒子粒径小，比表面积大、表面能大，但粒子不稳定极易团聚而不能发挥纳米材料的特性。对于磁性纳米粒子来说，目前最长使用的方法使制得纳米磁流体。磁流体是近40年来发展起来的一种液态磁性材料，是指磁性超微粒子经表面活性剂包裹，高度分散在载液（极性溶液或非极性溶液）中形成的胶体溶液。组成磁流体的磁性料子主要是Fe3o4,Fe3N,Fe,Co,Ni等金属微粒及其合金，载液包括水、甲苯、合成酯、卤化烃等。 纳米磁流体是纳米磁性粒子包覆表面活性剂后均匀分散于各种基液中形成的一种独特的液态纳米材料。纳米粒子因为粒子间具有很强的排斥力而稳定崔在于液体中形成纳米磁流体。它具有磁性和流动性，是一种新型的功能材料，是有磁性颗粒，稳定剂（表面活性剂）和载液3部分组成，具有其他常规和高技术材料都不具备的优异性能。 纳米磁性流体的分类 迄今为止，对磁性液体还没有系统的分类方法，从行业角度有以下四种分类

方法。 (1)按照磁性颗粒的种类进行划分。一般可以分为以下几类，即铁氧体磁性液体、金属磁性液体、合金磁性液体、氮化铁磁性液体以及掺杂磁性液体等。 (2)按照载液的种类进行划分。常见的有水基、烃基、有机化合物基、煤油基、酯基和水银基磁性液体等。也可按分散剂种类划分，如油酸磁流体、丁二酸磁流体和氟醚酸磁流体等，但此分类方法很少见。 (3)按应用领域进行划分。常见的有密封用磁流体、润滑用磁流体、医用磁流体、扬声器磁流体、印刷打印用磁流体和能量转换用磁流体等。 (4)按性能指标进行划分。一般可分为低粘度和高粘度磁流体、低挥发损失和高挥发损失磁流体、高饱和磁化强度和低饱和磁化强度磁流体、重磁流体和轻磁流体等。 1.2纳米磁流体的应用 磁流体既具有固体的磁性，又具有液体的流动性，在航空航天、电子、化工、机械、能源、冶金、环保、医疗等领域具有广阔的应用前景。 磁流体具有固体的磁性和液体的流动性，在磁场作用下显示出优于其他磁性材料的优良性能，广泛应用于非磁性材料的分选：旋转轴的密封与润滑：大面积水域污染浮油的清除与回收：电声器件功率的增强等方面。磁流体根据分散相的不同分为水基和有机基磁流体，水基比较简单也研究普遍，而有机基磁流体相对复杂。 1.2.1 磁性液体分离 利用磁性液体的表观比重随外磁场强度能发生变化的性质。制成磁性液体分离器，用来分离不同比重的非磁性矿物质。通过改变磁场强度，使不同比重的非磁性矿物质分离开来。 1.2.2 磁性液体阻尼器 在许多场合，要求步进马达高精度地精密运动。为了消除震荡而变为平滑的运动，仅需将少量纳米磁性液体注入磁极的间隙中。磁性液体可改善步进马达的性能．与一般阻尼介质相比优点在于可借助外磁场定位嘲。两种方法：(1)直接

简介磁性液体的应用

磁性材料 简介磁性材料的应用应用物理林亚南1035006

简介磁性液体的应用 院系：应用物理系姓名：林亚南学号：1035006 一、定义： 磁性液体又称磁液、磁流体、磁性流体或铁磁流 体，是由强磁性粒子、基液以及界面活性剂三者混合 而成的 一种稳定的胶状溶液。该流体在静态时无磁性吸 引力，当外加磁场作用时才表现出磁性，它既具有液 体的流动性又具有固体磁性材料的磁性，正因如此， 它才在实际中有着广泛的应用，在理论上具有很高的 学术价值。 在电子仪表、机械、化工、环境、医疗等方面都 具有独特而广泛的应用，根据用途不同，可以选用不同的基液的产品。 二、性质： 由于磁性液体同时具有磁性和流动性，因此具有许多独特的磁学、流体力学、光学和声学特性。磁性液体表现为超顺磁性，本征矫顽力为零，没有剩磁； 在外磁场下，磁性液体被磁化，满足修正的伯努利方程。与常规伯努利方程相比，添加了一项磁性能，使磁性液体具有其它流体所没有的、与磁性相关联的新性质：例如磁性液体的表观密度随外磁场强度的增加而增大； 当光通过稀释的磁性液体时，会产生光的双折射效应与双向色性现象。当磁性液体被磁化时，使相对于磁场方向具有光的各向异性，偏振光的电矢量平行于外磁场方向比垂直于外磁场方向吸收更多，具有更高的折射率；超声波在磁性液体中传播时，其速度及衰减与外磁场有关，呈各向异性；磁性液体在交变场中具有磁导率频散、磁粘滞性等现象。 三、应用： 磁性液体的特殊性质开拓了许多新的应用领域，一些过去难以解决的工程技术问题，由于磁性液体的出现而迎刃而解。下面简单地介绍几种磁性液体应用的原理。 1. 旋转轴动态密 封磁性液体旋转轴 动态密封技术是磁性 液体较成熟也是最重 要的应用之一，现已 广泛应用于X-射线转 靶衍射仪、单晶炉、 大功率激光器、计算 机等精密仪器 的转轴密封。其结构 原理见图1. 磁性液体在非均匀磁场中将聚集于磁场梯度最大处，因此利用外磁场可将磁性液体约束在密封部位形成磁性液体“O”型环，具有无泄露、无磨损、自润滑、寿

磁铁的种类及应用

钕铁硼的种类及应用 钕铁硼强磁圆环 钕铁硼圆环磁铁，直径100mm，厚度30mm以内都可以做，内径没要求，具体的尺寸也可以按照客户的要求定做。性能：N35-N48，耐温80-200°，表面可以电镀锌、镍、铬、环氧黑处理等。 电机磁瓦性能：N35H-N48H，N35SH-N45SH，N35UH-N40UH，耐温80-200°。镀层：镀镍和镀锌、环氧黑处理。具体尺寸可以按照客户的图纸定做。生产钕铁硼磁铁的主要原材料有稀土金属钕、稀土金属镨、纯铁、铝、硼铁合金以及其他稀土原料。

钕铁硼圆环气缸磁铁 钕铁硼圆环磁铁，直径100mm，厚度30mm以内都可以做，内径没要求，具体的尺寸也可以按照客户的要求定做。性能：N35-N48，耐温80-200°，表面可以电镀锌、镍、铬、环氧黑处理等。 强磁磁铁镀镍 钕铁硼方块磁铁没有标准尺寸，具体的尺寸可以按照客户的要求定做。性能：N35-N48，耐温80-200°，表面可以电镀锌、镍、铬、环氧黑处理等。 电抗器磁钢 主要应用于直流电抗器，规格为29*18*1.7 镀镍 N35UH

磁钢座、强磁座 磁力架 磁力吸盘、磁性固定器 镀金镀镍

方块 环氧黑处理

铁氧体 铁氧体

磁性挂钩 以上这些烧结钕铁硼永磁材料具有优异的磁性能，广泛应用于电子、电力机械、各种工具、医疗器械、电力电器、玩具、包装、五金机械、航天航空等领域，较常见的有永磁电机、电抗器、接触器、断路器、扬声器、传感器、气缸、去毛刺机、磁选机、计算机磁盘驱动器、磁共振成像设备仪表等。 永磁起重器 手动型永磁起重器和全自动永磁起重器，吸重在100公斤到10吨之间。手动型永磁起重器手柄开关附有安全钮，可单手操作，方便安全。全自动永磁起重器无需人力扳动手柄，靠电动吊车下钩的升降控制吸附，可起吊相对应的圆钢、钢板，不用电，使用安全。 永磁起重器分为手动型永磁起重器和全自动永磁起重器两种，采用当代高性能磁性材料钕铁硼，使之体积更小、自重更轻、吸持力更强，独特磁路设计，剩磁几乎为零。安全系数高，最大拉脱力是额定起重力的 2.8-4 倍，起重底面“ V ”型槽设计。广泛用于钢材的起重搬运，平整的机械零部件及各种模具的安装和搬运以及造船、工程机械、汽车等行业常温钢板起吊、搬运等作业的起重工具。

磁性液体

磁性液体 磁性液体(Magnetic Liquids)，又称磁流体(Magnetic Fluids)、铁磁性流体(Ferromagnetic fluids)、磁性胶体(Magnetic Colloids)。它是由纳米级(一般小于10nm)的磁性颗粒(Fe3O4 ,γ- Fe2O3 ,Fe ,CO,N ,Fe-CO-N合金、a-Fe3N及γ-Fe4N等)，通过界面活性剂(梭基、胺基、轻基、醛基、硫基等)高度地分散、悬浮在载液(水、矿物油酒旨类、有机硅油、氟醚油及水银等)中，形成稳定的胶体体系。即使在重力、离心力或强磁场的长期(5-8年)作用下，不仅纳米级的磁性颗粒不发生团聚现象，保持磁性能稳定，而且磁性液体的胶体也不被破坏。这种胶体的磁性材料被称为磁性液体。 磁性液体既具有一般软磁体的磁性，又具有液体的流动性。磁性液体中的纳米级磁发达到饱和。同时由于粒子内部的磁矩在热运动的影响下任意取向，粒子呈超顺磁状态，因此磁性液体也呈超顺磁状态。一旦有外磁场的作用，分子磁矩立刻定向排列，对外显示磁性。随着外磁场强度的增加，磁化强度也成正比的增加。达到饱和磁化后，磁场再增加时，磁化强度也不再增加。当外加磁场消失后，磁性颗粒立即退磁，几乎没有磁滞现象，其磁滞回线呈对称”S”型。这种具有液体流动性的磁性材料才是真正的磁性液体。 磁性液体是1965年美国宇航局为解决太空人宇航服头盔转动密封问题由S.S.Pappel研究成功的。在1965年获得世界上第一个具有实际应用的制备磁性液体的专利。他是将磁铁矿粉、界面活性剂(油酸)和润滑油混合在一起，在球磨机中球磨，最后利用离心方法去掉大颗粒而研制成功的。1966年，日本东北大学饭坂润三也研制成功，从此开始了磁性液体的广泛应用。尤其是W. Ostwald等人利用化学反应也制取了具有一定磁性能的胶体。不过这种磁性胶体或因为磁性颗粒的直径过大，或因为界面活性剂选择不当等原因，使得磁性胶体极不稳定，很难获得应用，因此也未获得足够的重视。60年代美国和日本研制成功后，人们对磁性液体的特殊性能进行了广泛的探索和研究，并把它应用于科学实验和工业装置中。美国60年代成立了磁性液体公司，专门从事磁性液体的应用研究。苏联、英国、法国也相继开展磁性液体的技术研究。中国于70年代开始磁性液体的研制及应用研究。这种新型功能材料已在航天航空、冶金机械、化工环保、仪器仪表、医疗卫生、国防军工等领域获得广泛应用。 磁性液体的发展按纳米级磁性颗粒被利用的时间顺序及特性可以分成3个阶段。60年代初，第一代铁氧体磁性液体(ferrite magnetic fluids)问世。80年代第二代金属磁性液体(metal magnetic fluids)出现。进入90年代日本研制出第三代氮化铁磁性液体(( i roir nitrifle magnetic fluids)。第一代铁氧体磁性液体问世解决了有无问题，第二代金属磁性液体的出现把磁性能提得更高(Ms:0.17T(1700 Gs) )，第三代氮化铁磁性液体既具有良好的抗腐蚀性能又具有较高的磁性能。 磁性液体的特性是磁性颗粒、界面活性剂及载液性能的综合表征。作为一种特殊的胶体体系，磁性液体同时兼有软磁性和流动性，因此它具有特殊的物理特性化学特性及流体特性。

磁性材料原理及应用

磁性的起源和常见磁性材料应用 陈阳，王皓，徐航，信跃龙 磁性，在很久以前就引起了人们的兴趣。早在3000多年前，中国人就发现了自然界中存在一种磁石，它们可以相互吸引或吸引铁石。人们以丰富地想象力将此现象比喻为母亲慈爱地对待幼儿，《吕氏春秋·季秋记》中就有“慈石召铁，或引之也”的记述。现今汉语中的“磁”字就来源于当时的“慈”。中国古代的四大发明之一的指南针就是中国古代人民很早就开始利用磁性的实例。我们知道，所谓磁石其实也就是铁矿石（一般为磁铁矿Fe3O4）。我们也知道，铁会被磁铁吸引而且会被磁铁磁化。那么，它们为什么会有磁性或会被磁化？磁性到底是怎样产生的呢？为了解释物质的宏观磁性的性质，我们从原子着手来考察一下磁性的来源。 一、磁性的起源 “结构决定性质”。磁性当然也是由物质原子内部结构决定的。原子结构与磁性的关系可以归纳为： （1） 原子的磁性来源于电子的自旋和轨道运动； （2） 原子内具有未被填满的电子是材料具有磁性的必要条件； （3） 电子的“交换作用”是原子具有磁性的根本原因。 1.电子磁矩的产生 原子磁性是磁性材料的基础，而原子磁性来源于电子磁矩。电子

的运动是产生电子磁矩的根源，电子有绕原子核旋转的运动和自身旋转的运动，因此电子磁矩也是由电子的轨道磁矩和电子的自旋磁矩两部分组成的。按照波尔的原子轨道理论，原子内的电子是围绕着原子核在一定轨道上运动的。电子沿轨道的运动，相当于一个圆电流，相应得就会产生轨道磁矩。原子中的电子轨道磁矩平面可以取不同方向，但是在定向的磁场中，电子轨道只能去一定的几个方向，也就是说轨道的方向是量子化的。 由电子电荷的自旋所产生的磁矩就称为电子自旋磁矩。在外磁场作用下，自旋磁矩只可能与轨道磁矩平行或反平行。 很多磁性材料中，电子自旋磁矩要比电子轨道磁矩大。这是因为在晶体中，电子的轨道磁矩要受晶格场的作用，它的方向是改变的，不能形成一个联合磁矩，对外没有磁矩。这也即一般所谓的轨道动量矩和轨道磁矩的“猝灭”或“冻结”。所以很多固态物质的磁性主要不是由电子轨道磁矩引起的，而来源于电子自旋磁矩。当然这里还会有原子核的自旋磁矩，但一般都比电子自旋磁矩小得多（相差三个数量级），因此可以忽略不计了。 2.原子的磁矩 在原子中，由泡利不相容原理，原子中不可能有两个电子处于同一状态。又一个轨道中最多容纳两个电子，所以当一个轨道被电子填满，其中的电子对必然自旋相反，那么它们的电子自旋磁矩会互相抵消。要想让原子对外形成磁矩，则必须有未被填满的电子轨道。当然从实例中我们很容易可以看出，这只是一个必要条件。像Cu、Cr、V

纳米磁性材料及应用

纳米磁性材料及应用 摘要 纳米磁性材料的特性不同于常规的磁性材料，其原因在于与磁性相关联的特征物理长度恰好处于纳米量级关键词。利用这些特性，涌现出一些列新材料与众多应用。本文主要介绍了纳米微晶材料及其应用以及磁纳米颗粒在磁记录材料、磁性液体以及磁性药物方面的应用。 关键词：纳米磁性材料；纳米技术；磁性材料 1.引言 1.1物质的磁性 磁性现象的范围是很广泛的，从微观粒子到宏观物体，以至宇宙天体，都具有某种程度的磁性。按照现代原子物理学的观念，物质内部的元磁性体有以下两种[1]： （1）组成物质的基本粒子（电子、质子、中子等）都具有本征磁矩（自旋磁矩） （2）由于电子在原子内运动而产生的微观电流的磁矩（轨道磁矩），以及质子和中子在原子核内的运动所产生的磁矩 当大量原子和分子集团组成物质时，原子内的这些元磁性体之间有各种相互作用，这些相互作用就是物质的磁性起源。 1.2纳米磁性材料的分类 磁性材料一直是国民经济、国防工业的重要支柱与基础，应用十分广泛，尤其在信息存储、处理与传输中已成为不可缺少的组成部分，广泛地应用于电信、自动控制、通讯、家用电器等领域。随着技术的发展，磁性材料进入纳米阶段。纳米磁性材料及其应用主要分为四个方面[2]： （1）磁性纳米微晶材料及其应用；（2）磁性纳米微粒材料；（3）磁性纳米有序阵列及其应用；（4）磁性纳米结构材料及其应用。 1.3纳米磁性材料的特性 纳米磁性材料的特性不同于常规的磁性材料，其原因在于与磁性相关联的特征物理长度恰好处于纳米量级，例如：磁单畴尺寸、超顺磁性临界尺寸等大致处

于1-100nm量级，当磁性体的尺寸与这些特征物理长度相等时，就会呈现反常的磁学与电学性质[3]。表1所示为Fe、Ni的磁单畴临界半径和超顺磁性临界尺寸[2]。 表1 Fe、Ni的磁单畴临界半径和超顺磁性临界尺寸 M Fe Ni 磁单畴临界半径（nm）8.0 21.2 超顺磁性临界尺寸（nm） 6.3 25 2.磁性纳米微晶材料及其应用 磁性纳米微晶材料大致上可分为纳米微晶软磁材料与纳米微晶永磁材料二大类。 2.1纳米微晶软磁材料 纳米晶软磁材料一般是指材料中晶粒尺寸减小到纳米量级（一般≤50nm）而获得高起始磁导率（μi～105）和低矫顽力（Hc～0.5A/m）的材料。一般是在Fe-B-Si基合金中加少量Cu和Nb，在制成非晶材料后，再进行适当的热处理，Cu和Nb的作用分别是增加晶核数量和抑制晶粒长大以获得超细（纳米级）晶粒结构。纳米晶软磁材料由于其特殊的结构其磁各向异性很小，磁致伸缩趋于零，且电阻率比晶态软磁合金高，而略低于非晶态合金，具有高磁通密度、高磁导率和低铁损的综合优异性能。 纳米晶软磁材料是1988年由日本日立公司的吉泽克仁及同事发现的[4]，他们将含有Cu、Nb的Fe-Si-B非晶合金条带退火后，发现基体上均匀分布着许多无规取向的粒径为10～15nm的α-Fe(Si)晶粒。这种退火后形成的纳米合金，其起始磁导率相对于非晶合金不是下降而是大幅提高，同时又具有相当高的饱和磁 感应强度，其组成为Fe 73.5Cu 1 NbSi 13.5 B 9 。他们命名这种合金为Finenet，Finenet 的磁导率高达105，饱和磁感应强度为 1.30T，表2所示为Finenet材料与铁氧体、非晶材料的特性对比。用于工作频率为30kHz的2kW开关电源变压器，重量仅为300g，体积仅为铁氧体的1/5，效率高达96%。Fe-Cu-Nb-Si-B系纳米材料能够获得软磁性的重点原因[2]是：在Fe-Cu-Nb-Si-B纳米材料中，α-Fe(Si)固溶体晶粒极为细小，每个晶粒的晶体学方向取决于随机无规则分布晶粒间的交换耦合作用，这种交换耦合作用的结果使得局域各向异性被有效地平均掉，致使材料的有