磁性材料与技术在现代能源中的应用
固体物理学中的磁性材料及其应用
固体物理学中的磁性材料及其应用随着科技的不断发展,磁性材料在现代工业中扮演着越来越重要的角色。
作为一种特殊的固体物质,磁性材料具有很多优异的物理和化学性质,使得它被广泛应用于现代工业、医学、生物学等领域。
本文将介绍固体物理学中的磁性材料及其应用。
一、磁性材料的基本概念磁性材料是指能够吸引铁、镍、钴等磁性金属的材料,其主要特点是在外部磁场的作用下,其内部自发地产生磁场,表现为磁化。
磁性材料可根据其磁滞曲线形状分为软磁性材料和硬磁性材料两大类。
软磁性材料的磁滞曲线呈现出相对平缓的倒钟形,其主要应用于电子变压器、电感器、磁性头等电子元器件中。
硬磁性材料的磁滞曲线呈现出明显的"开口"形状,具有很高的矫顽力和剩磁,其主要应用于电机、电磁铁、磁盘等领域。
二、磁性材料的种类及其性质1、铁磁性材料铁磁性材料具有很强的磁性,在磁化后能够持久地保持磁性。
目前应用较多的铁磁性材料主要包括铁、钴及其合金、氧化铁、钡铁酸盐等。
其中,铁是一种典型的铁磁性材料,其磁化强度和磁导率较高,应用广泛。
氧化铁是一种非晶态磁性材料,具有小的磁滞损耗、较高的矫顽力等特点,常用于高频电子元器件中。
2、顺磁性材料顺磁性材料是指在外磁场作用下,其磁矩方向和外磁场方向一致,而不像铁磁性材料那样在磁化后仍然保持磁性。
目前应用较多的顺磁性材料主要包括铝、铜、锌等。
这些材料在制备过程中需要去除其中的杂质,以获得较高的磁化率和磁导率。
3、抗磁性材料抗磁性材料是指在外磁场作用下,其磁矩方向与外磁场方向相反,因而不能被磁化,比如铜、银、金等。
这些材料应用于磁感应计、磁强计等测量仪器中。
三、磁性材料的应用1、计算机、通信技术磁盘是计算机的重要存储设备,用于存储大量的数据信息。
在磁盘的制造中,磁性材料起到了重要作用。
当外磁场作用于磁盘时,磁盘的表面就会形成一定的磁性图案,这些磁性信息将被磁头读取,并转化为电信号,最终被计算机处理。
2、医学领域磁性材料在医学领域中应用广泛。
现在能用的磁力
现在能用的磁力磁力是一种物理现象,是由物质中的电荷或电流引起的磁场作用力。
它具有广泛的应用,在日常生活和科学研究中都扮演着重要的角色。
本文将介绍一些常见的磁力应用,从电磁铁到磁共振成像,以及现代科技中的新磁力应用。
首先,我们来看看电磁铁。
电磁铁是一种通过给铁芯通电产生磁场的设备。
它被广泛应用于各种场合,例如电梯,乃至现代高速列车。
在电梯中,电磁铁通过连接到电源的系列电钢片产生磁场,吸引铁块,使电梯运行。
而在高速列车中,电磁铁通过磁场与轨道上的永磁体交互,实现列车的悬浮和推动,提高列车的速度和运行效率。
第二个应用是电动机。
电动机是磁力的一种应用,其通过电磁感应和洛伦兹力原理实现。
电动机的工作原理是通过电流产生磁场,在磁场作用下使电动机转动。
电动机广泛应用于工业生产中的机械设备,例如风扇、泵等。
同时,电动机也被广泛应用于交通工具,例如汽车和电动自行车,使交通更加便捷且环保。
磁力在电子技术中的应用也非常重要。
磁存储器、扬声器和电视机是其中的一些例子。
磁存储器是一种将数据存储在磁介质中的设备,例如硬盘和磁带。
扬声器则利用电流通过线圈产生的磁场使得音膜振动,进而产生声音。
而电视机中的电子枪通过磁场控制电子束的方向,从而产生图像的亮度和颜色。
除了以上的应用,磁力还在医学领域发挥着重要的作用。
磁共振成像(MRI)是一种非侵入性的医学成像技术,能够生成人体内部结构的高分辨率图像。
MRI利用强大的磁场和无线电波产生图像,可以对人体进行精确的诊断和检查,帮助医生发现各种疾病和损伤。
此外,磁力还广泛应用于科学研究和实验室技术中。
例如,在材料科学中,磁力可以用来研究材料的磁性和磁性转变。
在物理学中,磁力可以用于测量粒子的电荷和速度,以及探测宇宙中的磁场。
还有许多其他应用,例如磁力测量仪器、磁力搅拌器、磁力辅助治疗设备等。
随着科技的发展,磁力的应用也在不断创新。
现代科技中的一些新磁力应用包括磁性材料在能源领域的应用,例如磁性催化剂在新能源制备中的应用,以及磁性气体分离技术在碳捕获和天然气净化中的应用。
磁性材料的发展前景
磁性材料的发展前景磁性材料一直扮演着重要的角色,它们在现代科技和工程应用中发挥着至关重要的作用。
磁性材料通常被用于电子设备、传感器、电动机以及数据存储设备等领域,其性能的提高对这些领域的发展至关重要。
随着科技的进步和需求不断的增长,磁性材料市场也在不断扩大,这为磁性材料的研究和开发提供了更广阔的空间。
磁性材料的发展前景十分广阔。
首先,随着人们对绿色环保和高效节能的追求,磁性材料的研究趋势也朝着这个方向发展。
新型的磁性材料使得电动车、风力发电机和家用电器等产品的性能得到了进一步提升,在提高产品效率的同时也降低了能源消耗。
未来,磁性材料在可再生能源和节能领域的应用前景将越来越广阔。
其次,磁性材料的纳米化趋势也将成为未来的发展方向。
纳米磁性材料具有独特的性能,包括超磁致伸缩效应、磁阻效应等,这些性能的发现为磁存储器件、传感器和电动机等领域带来了新的发展机遇。
随着纳米技术的不断进步,磁性材料的纳米化将会成为未来的研究重点,这将有助于改善磁性材料的性能和功能,进而推动相关领域的发展。
除此之外,磁性材料在医疗领域的应用也受到了越来越多的关注。
例如,在磁性高分子材料的研究中,科学家们尝试将其应用于药物传递和治疗领域,以提高医疗器械的效率和治疗效果。
随着人们对健康的重视和生物医学技术的不断创新,磁性材料在医疗领域的应用前景将更加广阔。
综上所述,磁性材料作为一种重要的功能材料,在各个领域都有着广阔的应用前景。
随着科技的不断进步和需求的不断增长,磁性材料的研究和开发将会变得更加重要。
未来,我们可以期待看到更多新型磁性材料的涌现,它们将为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
磁现象在工业领域有何应用
磁现象在工业领域有何应用在现代工业的发展进程中,磁现象的应用无处不在,为各个领域带来了巨大的变革和进步。
从大型的制造设备到精密的电子仪器,磁的力量都在发挥着至关重要的作用。
首先,磁现象在电机和发电机的运作中是不可或缺的。
电机是将电能转化为机械能的装置,而发电机则相反,是将机械能转化为电能。
在这两种设备中,磁场与电流的相互作用是实现能量转换的关键。
通过在电机的定子和转子中设置合适的磁场,以及在绕组中通入电流,就能产生旋转的力,驱动各种机械设备运转。
比如,在工厂中的大型机械、汽车中的电动驱动系统、家用电器中的风扇和压缩机等,都离不开电机的应用。
而发电机则广泛应用于发电厂,通过旋转的磁场在绕组中产生感应电动势,从而为我们的生活和工业生产提供源源不断的电能。
磁悬浮技术也是磁现象在工业中的一项重要应用。
磁悬浮列车就是一个典型的例子。
利用磁力使列车悬浮在轨道上方,减少了摩擦阻力,从而实现了高速、平稳的运行。
这种技术不仅提高了交通运输的效率和舒适度,还降低了能源消耗和维护成本。
此外,在一些高精度的制造设备中,如磁悬浮轴承,能够提供无接触、低摩擦的支撑,提高设备的运行精度和稳定性,从而保证产品的质量。
磁性材料在工业中的应用也十分广泛。
例如,永磁材料如钕铁硼等具有强大的磁性,被广泛用于制造电机的永磁体、扬声器、磁选机等。
软磁材料如硅钢片则在变压器、电感器等电器设备中发挥着重要作用,它们能够有效地减少磁滞损耗和涡流损耗,提高能量转换效率。
此外,磁性材料还用于制作磁性传感器、磁记录介质等。
在工业自动化领域,磁性传感器起着重要的作用。
它们可以检测磁场的变化,从而实现对位置、速度、角度等物理量的测量。
例如,在汽车制造中,磁性传感器用于检测发动机的转速、车轮的转速等;在数控机床中,用于精确测量工作台的位置;在物流行业,用于检测货物的位置和运动状态。
这些传感器的应用提高了生产过程的自动化程度和精度,提高了生产效率和产品质量。
磁性材料在能源行业的应用有哪些
磁性材料在能源行业的应用有哪些能源行业是现代社会发展的重要支柱,而磁性材料在其中发挥着不可或缺的作用。
磁性材料具有独特的物理性质,能够在能源的产生、传输、存储和转换等多个环节中实现高效、可靠的性能。
接下来,让我们深入探讨一下磁性材料在能源行业的具体应用。
首先,磁性材料在能源的产生方面有着显著的应用。
在风力发电领域,永磁直驱发电机逐渐成为主流。
这种发电机使用高性能的永磁材料,如钕铁硼,其具有高磁能积和矫顽力的特点。
与传统的励磁式发电机相比,永磁直驱发电机无需励磁系统,结构更加简单,运行可靠性更高,能够有效地提高风能的转化效率,降低维护成本。
在太阳能光伏发电中,磁性材料也有重要的应用。
例如,光伏逆变器中的变压器需要使用高性能的磁性材料,以确保电能的稳定转换和输出。
其次,能源的传输离不开磁性材料。
在电力传输领域,变压器是关键的设备之一。
变压器的铁芯通常由硅钢片制成,硅钢片具有良好的导磁性和低损耗特性,能够有效地降低电能在传输过程中的损耗。
随着电力需求的不断增长和输电距离的增加,对变压器性能的要求也越来越高,新型的磁性材料如非晶合金、纳米晶合金等正逐渐得到应用。
这些材料具有更低的磁滞损耗和涡流损耗,能够显著提高变压器的效率,减少能源的浪费。
此外,在输电线路中,使用磁性材料制成的电抗器可以有效地限制短路电流,提高电网的稳定性和安全性。
磁性材料在能源存储方面也表现出色。
电池是常见的能源存储设备,而磁性材料在电池的性能优化中发挥着重要作用。
例如,在锂离子电池中,使用磁性纳米材料作为电极添加剂,可以提高电极的导电性和锂离子的扩散速率,从而改善电池的充放电性能和循环寿命。
超级电容器也是一种重要的储能装置,磁性材料可以用于制备超级电容器的电极,提高其电容性能和能量密度。
此外,磁存储技术在能源存储中也具有一定的应用。
例如,利用磁性材料的磁滞特性,可以实现电能的磁存储,为能源的灵活调配提供了可能。
在能源转换领域,磁性材料同样不可或缺。
磁性功能材料
磁性功能材料磁性功能材料是一类具有特殊磁性性质的材料,它们在现代科学技术和工程领域中具有广泛的应用。
磁性功能材料以其独特的磁性特性,在电子、信息、能源、医疗等领域发挥着重要作用。
本文将对磁性功能材料的定义、分类、性能及应用进行介绍。
首先,磁性功能材料根据其磁性特性可分为铁磁性材料、铁磁性材料、铁磁性材料和超导材料。
铁磁性材料是指在外磁场作用下具有明显磁化特性的材料,如铁、镍、钴等;铁磁性材料是指在一定温度下具有铁磁性的材料,如铁氧体、钡铁氧体等;铁磁性材料是指在外磁场下不具有自发磁化的材料,但具有铁磁性的材料,如铁氧体、铁氧体等;超导材料是指在一定温度下具有完全抗磁性的材料,如铜氧化物、铁基超导体等。
其次,磁性功能材料具有多种磁性特性,如饱和磁化强度、剩余磁化强度、矫顽力、磁导率等。
饱和磁化强度是指在外磁场作用下,材料磁化达到饱和时的磁场强度;剩余磁化强度是指在去除外磁场后,材料仍保留的磁化强度;矫顽力是指在外磁场作用下,材料磁化反转所需的磁场强度;磁导率是指材料对磁场的导磁能力。
这些磁性特性对磁性功能材料的应用具有重要的影响。
最后,磁性功能材料在电子、信息、能源、医疗等领域具有广泛的应用。
在电子领域,磁性功能材料可用于制造磁存储器件、磁传感器、磁随动器等;在信息领域,磁性功能材料可用于制造磁记录材料、磁性传感器、磁性透镜等;在能源领域,磁性功能材料可用于制造磁性发电机、磁性制冷材料、磁性储能材料等;在医疗领域,磁性功能材料可用于制造磁共振成像设备、磁性靶向药物传递系统、磁性植入材料等。
可以看出,磁性功能材料在各个领域都具有重要的应用前景。
综上所述,磁性功能材料是一类具有特殊磁性性质的材料,它们在现代科学技术和工程领域中具有广泛的应用。
了解磁性功能材料的定义、分类、性能及应用对于推动相关领域的发展具有重要意义。
希望本文能够为读者对磁性功能材料有更深入的了解提供帮助。
低碳生活中的磁性材料稀土永磁材料在低碳产业中的应用
中扮演着非常重要的角色
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素 因其独特 的4电子结构、 的原子磁 f 大
明储量 为 8 3 ̄t 7 0 (以稀土氧化物REO 计)其中稀土资源工业储量为 68 ̄t , 70 - , 占全球 的 6 %, 0 而且 品种全、 质量高, 为 大 力开发 稀土材料 提供了得天独厚 的 条件。 稀土作为一种战略资源, 受到我国 党和 国家领导人的高度 重视。 邓小平同 志曾高瞻远瞩的指出“中东有石油, 中国
硼永磁 材料 I t 以上, 国生产直 我 驱 永磁式 风力发电机的厂家 主 要有金风科技、 湘电、 江西麦德、 上 海万德 、 山西永士、 哈电集 团
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有包括碳排放等环境成本。 此外, 可利用 的风能在全 球范围内分布都很广泛 。 正
是因为有这些独特 的优 势, 风力发 电逐 渐成为许 多国家可持续 发展 战略的重
低 碳 生 活 中 的磁 性 材 料
稀土永磁材料在低碳产业中的应用
■ 胡 伯平
北京中科三环 高技术股份 有限公 司
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稀 土永磁 材料 在低碳 减排
周期表 中的镧 系元 素, 加上钪和钇
我 国稀土资源非常丰富, 主要 分布 在包头、 西、 江 四川和山东。 国稀土探 全
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要组成部 分, 发展 迅 速。 据全 球风能 根
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磁性材料应用
磁性材料应用
磁性材料是一类具有磁性的材料,它们在现代工业和科学技术中有着广泛的应用。
磁性材料主要包括铁、镍、钴等金属和氧化铁、氧化镍等化合物。
它们具有磁性,可以被外界的磁场所影响,同时也可以产生磁场。
磁性材料在电子、通信、医疗、能源等领域都有重要的应用。
在电子领域,磁
性材料被用于制造电感、变压器、磁存储器等电子元件。
在通信领域,磁性材料被应用于制造各种传感器、天线等设备。
在医疗领域,磁性材料被用于制造医疗设备,如核磁共振成像设备。
在能源领域,磁性材料被用于制造发电设备、电动机等。
除了上述领域,磁性材料还在其他许多领域有着重要的应用。
例如,磁性材料
被用于制造磁性材料吸附剂,用于水处理、废水处理、气体分离等环境保护领域。
此外,磁性材料还被用于制造磁性流体,用于机械密封、润滑、传动等领域。
磁性材料在现代工业生产中也有着重要的应用,如磁性材料被用于制造磁性夹具、磁性吸附器等设备。
总的来说,磁性材料在现代社会中有着广泛的应用,它们为各个领域的发展和
进步提供了重要的支持。
随着科学技术的不断进步,磁性材料的应用领域还将不断扩大,为人类社会的发展做出新的贡献。
磁性材料的特性与应用
磁性材料的特性与应用磁性材料是一类具有特殊物理特性的材料,在现代科技中起着重要的作用。
它们具有吸引或排斥其他物体的特性,能够产生磁场,并且可以被磁场所控制。
这使得磁性材料在多个领域有着广泛的应用。
本文将探讨磁性材料的特性和一些典型的应用。
磁性材料的物理特性可归纳为三个方面:磁化、导磁和磁滞。
首先,磁化是磁性材料最基本的特性之一。
在存在磁场的作用下,磁性材料能够被磁化,形成磁矩。
这种磁矩可以通过外加磁场的磁力来改变材料的方向和大小。
这使得磁性材料具有了磁性,即它们能够吸引或排斥其他磁性物体。
其次,导磁是磁性材料的另一个重要特性。
导磁性是指材料对磁场的相对应答能力。
磁性材料能够有效地吸收和储存磁场能量,因此具有较高的导磁率。
导磁性使得磁性材料在电感器、变压器等电磁设备中得到广泛应用。
通过合理选择导磁材料,可以提高设备的性能和效率。
最后,磁滞是磁性材料的一种特性,用来描述材料在磁化和解磁化过程中所表现出的残留磁化和磁场对材料的影响。
磁滞损耗是指材料在磁化和解磁化过程中产生的能量损失。
磁滞性能较好的材料能够减少能量损耗,并且具有较高的磁场稳定性。
因此,磁性材料在磁存储、电机、发电机等领域中得到广泛应用。
既然磁性材料具有以上特性,那么它们又是如何在实际应用中发挥作用呢?首先,磁性材料在电子行业中得到了广泛应用。
硬盘驱动器中的读写头和电脑扬声器中的音圈利用了磁性材料的吸附和排斥特性,实现了信号的传输和转换。
此外,磁性材料也被广泛应用于传感器和显示设备中,如磁力计、地理信息系统和液晶显示屏等。
其次,磁性材料在能源行业中也发挥着重要作用。
永磁发电机是一种高效能源装置,磁性材料的应用使得发电机的效率大大提高。
此外,太阳能和风能的转化依赖于磁性材料制造的发电机组件。
此外,磁性材料在医学领域中也有应用。
磁共振成像(MRI)是一项常用的医学检测技术,它利用磁性材料的特性来生成高清晰度的内部图像。
此外,磁性材料也在生物医学治疗中用于靶向药物输送和磁热治疗等领域。
钆的磁性应用
钆的磁性应用磁性应用是指利用磁性材料的特性来实现各种功能和应用的技术。
磁性材料包括铁、钢、钕铁硼、铝镍钴、铁氧体等,这些材料具有独特的磁性能,可以用于制造电机、传感器、电磁装置等各种设备和产品。
磁性应用广泛应用于各个领域。
其中最常见的就是电机和发电机。
电机是将电能转换为机械能的装置,而发电机则是将机械能转换为电能的装置。
电机和发电机中的磁性应用主要体现在磁场的产生和磁场的转换上。
通过利用电流在磁性材料中产生的磁场,可以实现电机的转动和发电机的发电功能。
电机和发电机广泛应用于工业、交通、家电等领域,是现代社会不可或缺的设备。
另一个重要的磁性应用领域是传感器。
传感器是将感知物理量转换为电信号的装置,而磁性传感器则是利用磁场来感知物理量的传感器。
磁性传感器可以测量磁场的强度、方向和变化等信息,广泛应用于导航、测量、检测等领域。
比如在导航领域,地磁传感器可以感知地球的磁场,用于确定方向和位置。
在汽车领域,车速传感器可以通过感知磁场的变化来测量车辆的速度。
在工业领域,磁性传感器可以用于控制和监测设备的运行状态。
除了电机和传感器,磁性应用还包括电磁装置和磁存储器等。
电磁装置是指利用电流在磁性材料中产生的磁场来实现特定功能的装置。
最常见的电磁装置是电磁铁,它利用电流在铁芯中产生的磁场来产生吸铁石的功能。
电磁装置广泛应用于工业自动化、机械加工、电子设备等领域。
磁存储器是指利用磁性材料的磁性特性来存储数据的装置。
磁存储器广泛应用于计算机、手机、数码相机等设备中,是现代信息技术的重要组成部分。
随着科技的不断发展,磁性应用的领域还在不断扩大。
比如在医疗领域,磁性应用可以用于磁共振成像(MRI)等医学设备,帮助医生进行诊断和治疗。
在环保领域,磁性材料可以用于废水处理、垃圾分类等环境保护技术。
在能源领域,磁性应用可以用于储能技术,帮助解决能源存储和利用的问题。
总之,磁性应用在现代社会中起着重要的作用。
从电机、传感器到电磁装置和磁存储器,磁性应用广泛应用于电力、交通、通信、医疗、环保等各个领域。
科学的力量科普电能与磁能的应用
科学的力量科普电能与磁能的应用科学的力量:科普电能与磁能的应用科学的力量一直在推动着人类社会的进步与发展。
在现代科技发达的时代,电能和磁能作为重要的能源形式,广泛应用于各个领域,为我们的生活带来了便利和创新。
本文将科普电能与磁能的应用,让读者更深入地了解科学技术的威力。
一、电能的应用1. 家庭电力供应电能在我们的日常生活中起到了重要的作用。
家庭用电,如照明、电视、电脑等,离不开电能的供应。
电能的传输与利用,让我们的生活更加舒适和便利。
2. 工业生产电力是工业生产的重要能源。
各类机械设备、生产线、工厂的运作都离不开电能。
电能的应用使得生产效率大大提高,推动了工业化的进程。
3. 交通运输电能在交通运输中的应用也十分重要。
电动车、电车等都是基于电能驱动的交通工具。
与传统的燃油交通工具相比,电能驱动的交通工具更加环保、能源利用效率更高。
4. 新能源利用随着环保意识的不断增强,新能源的开发和利用也成为了重要议题。
太阳能、风能等被广泛应用于家庭和工业生产中,成为电能的重要来源。
二、磁能的应用1. 电磁感应电磁感应是磁能应用的重要方式之一。
根据法拉第电磁感应定律,变化的磁场可以诱导出电流。
这种现象被广泛应用于发电机、变压器等设备中,实现了电能的传输和利用。
2. 磁共振成像磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)是一种常用于医学领域的诊断技术。
利用磁能和射频脉冲,可以生成人体内部的高分辨率图像,帮助医生进行准确的诊断。
3. 磁记录技术磁记录技术是磁能应用的重要领域之一。
硬盘、磁带等存储介质的原理都是基于磁能的记录和读取。
这种技术使得信息存储密度大大提高,实现了海量数据的存储与传输。
4. 磁性材料应用磁性材料在电子、通信、磁性储存等领域起到了重要的作用。
磁性材料的特殊性质使其可以应用于各种磁传感器、磁存储介质、电动机等设备中,提高其性能和效率。
三、电能与磁能的互相转换电能和磁能之间可以相互转换。
铁氧体软磁在新能源和节能环保领域的应用
二、铁氧体软磁材料在新能源 和节能环保领域的应用
1、太阳能光伏发电应用 • 传统的燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害日益突出,
人类希望于可再生能源。在各种可再生能源中,太阳能成为人 们重视的焦点。
• 太阳能光伏发电的基本原理是使光伏电池在阳光照射下产生电 流,再经过贮存、变换,成为类似市电那样的便于使用的电能 形式。
• 根据电磁特性,可将磁性材料分为硬磁(永磁)、软磁、旋磁、矩 磁等几大类别。
• 硬磁材料经外界磁场磁化后,能保持恒定的磁性,主要用于电机马 达、电声器件、矿物磁选、仪器仪表等 。
• 软磁材料去除外界磁场后,磁化产生的磁性立即退去,可制成各种 变压器、电感器、扼流圈和滤波器等,广泛用于新能源、通讯、IT、 家电、绿色节能照明、电磁兼容、汽车电子、工业、医疗及军用电 子等众多领域。
– 开发和生产多种EE、EI、EER、EC、ET、FT和环形磁心
– 材料达到日本TDK公司PC30、HS52、HS72等材料标准
– 国内钢厂Ruthner工艺氧化铁逐渐替代硫酸盐工艺氧化铁而 成为主流原材料
• 第三次:2000年~ – 互联网普及、移动通讯发展,对于电磁干扰越来越严格的限制 – 小型化、扁平化磁心和低损耗、高磁导率、抗干扰材料发展 – 材料达到日本TDK公司PC40、H5C2等材料标准 – 国外高品位氧化铁进入中国 – 铁氧体粉料和磁心分离制造模式形成
• 铁氧体软磁材料中产量最大的品种为锰锌铁氧体和镍锌铁氧体。 从20世纪90年代开始,全球的铁氧体软磁材料生产逐渐向中国 转移和集中。国内现有铁氧体软磁厂商200余家。2010年中国铁 氧体软磁的总产量约为30万吨,约占全球总产量的3/4。
磁性材料前景
磁性材料前景
磁性材料是一种具有磁性的材料,其在现代工业中具有广泛的应用前景。
随着
科学技术的不断发展,磁性材料的研究和应用也在不断深化和拓展。
本文将就磁性材料的前景进行探讨。
首先,磁性材料在电子领域具有重要的应用前景。
随着电子产品的不断更新换代,对磁性材料的要求也在不断提高。
磁性材料在电子产品中的应用,不仅可以提高产品的性能,还可以降低产品的成本,因此在电子领域,磁性材料的前景非常广阔。
其次,磁性材料在医疗领域也有着广阔的应用前景。
随着医疗技术的不断进步,磁性材料在医疗器械中的应用也在不断增加。
例如,磁共振成像技术就是利用了磁性材料的特性,可以帮助医生更准确地诊断疾病,因此在医疗领域,磁性材料的前景也是非常广阔的。
另外,磁性材料在能源领域也有着重要的应用前景。
随着能源危机的日益严重,人们对于新能源的研究也在不断深入。
磁性材料在新能源领域的应用,可以帮助人们更有效地利用能源,减少能源的浪费,因此在能源领域,磁性材料的前景也是非常广阔的。
此外,磁性材料在环保领域也有着重要的应用前景。
随着环境污染的日益严重,人们对于环保的重视也在不断增加。
磁性材料在环保领域的应用,可以帮助人们更有效地处理废弃物,减少环境污染,因此在环保领域,磁性材料的前景也是非常广阔的。
总的来说,磁性材料具有着广泛的应用前景,不仅可以在电子、医疗、能源和
环保领域发挥重要作用,还可以在其他领域发挥重要作用。
随着科学技术的不断发展,相信磁性材料的应用前景会越来越广阔,为人类社会的发展做出更大的贡献。
磁性材料在环保技术中的应用
磁性材料在环保技术中的应用第一部分磁性材料概述 (2)第二部分环保技术需求分析 (4)第三部分磁性材料净化原理 (6)第四部分废水处理中的磁性应用 (9)第五部分废气治理的磁性技术 (13)第六部分固体废物回收利用 (17)第七部分磁性材料的可持续性 (20)第八部分未来研究方向与挑战 (23)第一部分磁性材料概述磁性材料概述磁性材料是指具有显著磁性质的材料,它们在外加磁场作用下会产生磁化现象。
根据其磁化特性,磁性材料可以分为顺磁性材料、反磁性材料、铁磁性材料、亚铁磁性材料以及铁磁性材料等。
其中,铁磁性材料是研究与应用最为广泛的一类,如铁、钴、镍及其合金等。
一、磁性材料的分类1.软磁材料:这类材料易于磁化和去磁化,具有较低的矫顽力和较高的磁导率,适用于高频和低频应用。
常见的软磁材料有硅钢片、铁氧体、非晶态合金等。
2.硬磁材料:也称为永磁材料,具有较高的矫顽力和剩磁,不易被去磁化。
主要应用于制造永磁体,如铝镍钴、稀土永磁材料(SmCo、NdFeB)等。
3.矩磁材料:这类材料的特点是具有稳定的剩余磁性和矫顽力,且在外加磁场作用下磁滞回线呈矩形。
常用于存储信息、记录信号等。
4.旋磁材料:具有较大的磁导率和介电常数,使得电磁波在其中传播时产生回旋运动。
广泛应用于微波技术领域,如微波铁氧体。
二、磁性材料在环保技术中的应用1.电磁污染控制:随着现代工业的快速发展,电磁污染问题日益严重。
磁性材料在电磁屏蔽、电磁兼容等方面发挥着重要作用。
例如,采用高导电率的金属材料制作屏蔽罩,可以有效降低电磁干扰;而铁氧体等非金属磁性材料则因其良好的吸收损耗性能,常被用于制作滤波器、消声器等。
2.废气处理:磁性材料在废气处理领域的应用主要体现在催化净化方面。
通过将磁性材料负载于催化剂表面,可以提高催化剂的活性,从而提高废气处理效率。
此外,磁性材料还可以用于吸附有害气体,如活性氧化铁等。
3.废水处理:磁性材料在废水处理领域的应用主要包括磁分离技术和磁性吸附技术。
高频磁性材料及其在电源中的应用
高频磁性材料及其在电源中的应用随着现代科技的发展,高频磁性材料在电源领域的应用越来越广泛。
本文将介绍高频磁性材料的基本特性,探讨其在电源中的应用,并探究未来的发展趋势。
一、高频磁性材料的基本特性高频磁性材料是指在高频电磁场下表现出较好磁性特性的材料。
这种材料的核心特点是具有较低的损耗和高的饱和磁通密度。
高频磁性材料通常由铁、镍、锌、铝等元素组成,通过调整元素的含量和材料结构,可以实现不同特性的材料。
高频磁性材料的特性包括磁导率、磁滞损耗、剩磁和饱和磁感应强度等。
磁导率是衡量材料吸收和释放磁场能力的指标,高导磁率意味着材料对磁场的响应更强。
磁滞损耗则是衡量材料磁场交变时产生的能量损耗,需要尽量降低以提高材料效率。
剩磁和饱和磁感应强度分别表示材料移除磁场后的残留磁场和达到饱和状态时的磁场强度。
二、高频磁性材料在电源中的应用高频磁性材料在电源领域有着广泛的应用,其中最重要的是在变压器和电感器中的应用。
1. 变压器应用变压器是电力系统中不可或缺的重要组件之一,而高频磁性材料的应用可以提高变压器的效率和性能。
高导磁率的材料可以减小磁通的漏损,提高能量传递效率;同时,较低的磁滞损耗可以降低温升,减小能量损失。
此外,高频磁性材料还可以实现小型化和轻量化设计,使得变压器更适应现代电子设备的需求。
2. 电感器应用电感器是电源电路中常见的元件,用于储存和释放能量。
使用高频磁性材料制成的电感器可以提高能量传输效率,减小能量损耗。
此外,高导磁率和低磁滞损耗还可以提高电感器的频率响应特性,使其更加适应高频电源设计需求。
三、高频磁性材料的未来发展趋势随着电子设备的小型化和高效化趋势,对高频磁性材料的需求也在不断增加。
未来的发展趋势主要体现在以下几个方面:1. 高频特性的优化为了满足更高频率的需求,研究人员将继续改进高频磁性材料的特性,提高其导磁率和降低磁滞损耗。
同时,新型材料的开发和制备技术的进步将进一步推动高频特性的提升。
磁性材料相关知识概述
磁性材料相关知识概述磁性材料是一种特殊的材料,具有磁场或磁性,这使得它在很多领域得到了广泛应用。
从制造电气设备到医疗器械,磁性材料无处不在。
在本文中,我们会概述磁性材料的相关知识,包括磁性的起源、不同类型的磁性、磁性材料的应用和未来的发展趋势。
1. 磁性的起源磁性现象早在古代就已经被人们注意到了,但对于磁力的本质却认识不足。
直到16世纪,威廉·吉尔伯特通过一系列实验和研究,发现地球本身就是一个大磁体,而任何一个物质都有可能拥有磁性。
随着科学的发展,人们逐渐确定了电和磁之间的密切联系,发展出了电磁学,使得对磁性的研究更加深入。
现代的磁性研究主要集中在电子的微观结构和自旋运动等领域。
2. 不同类型的磁性目前,磁性材料主要分为三种类型:顺磁性、抗磁性和铁磁性。
顺磁性是指一些不具备自身磁矩但是受到磁场影响而表现出磁性的物质,例如铝、锌和铜等。
抗磁性是指那些在磁场中完全不表现出磁性的物质,例如黄金、银和铂等。
铁磁性是指那些自身就具有磁矩的物质,例如铁、镍和钴等。
铁磁性物质在外磁场的作用下呈现出不同程度的磁化,也会出现磁滞现象。
3. 磁性材料的应用磁性材料在很多领域中各有所长。
磁铁是最常见的应用磁性材料的例子,用于制造电机、发电机、电子设备、制冷设备等。
磁性材料也被用于医疗器械,例如磁共振成像MRI,利用人体组织对磁场的影响来生成影像。
磁性材料也广泛应用于信息存储,例如硬盘、U盘等存储设备。
在环保领域,磁性材料可以被用于污水处理和废弃物回收等方面。
4. 未来的发展趋势随着科技的不断进步,磁性材料的应用前景将更广阔。
例如,磁特性膜的发展,可以在电动汽车、太阳能电池和燃料电池等领域中代替传统的化石燃料;超导体技术的革新,可以提高能源的转化效率,缩短数据传输时间和降低能耗等等。
总结:磁性材料的研究和应用已经成为人们关注的焦点,其广泛应用和不断创新的技术可望解决现代社会的一系列问题。
在未来的发展中,磁性材料的应用前景将更加广泛和深入。
高温超导和磁性材料
高温超导和磁性材料高温超导和磁性材料:科技进步的关键近年来,高温超导和磁性材料在科学研究和工程应用领域取得了长足的进展。
它们不仅是材料科学领域的重要研究对象,也是现代科技进步的关键所在。
本文将从两个方面阐述高温超导和磁性材料的重要性以及其在科学和技术领域发挥的作用。
一、高温超导:突破传统材料极限高温超导材料是指在相对较高的温度下表现出超导特性的材料。
传统超导材料的临界温度通常在绝对零度附近,需要极低的温度才能实现超导态。
而高温超导材料则打破了这个限制,极大地提高了实际应用的可能性。
高温超导的突破一直以来都备受科学家的关注和追求。
通过改变材料组成和结构,科学家们成功地研发出一系列临界温度较高的高温超导材料。
这些材料在液氮温度(约77K)以下表现出了超导性,这一温度相对来说较低,但已经足够满足一些重要的应用需求。
最为重要的是,高温超导绝缘体材料的研发,为超导材料的实际应用提供了有效的基础。
高温超导材料的应用潜力巨大。
在能源领域,高温超导体可以用于电力输送和储存,大大提高能源利用效率。
在电子领域,高温超导体的研究和应用可以实现超高速电子器件和超低功耗计算机的制造。
此外,在医学和环境保护等领域,高温超导也有着广泛的应用前景。
二、磁性材料:用于数据存储和传感器技术的重要组成部分磁性材料是指能够吸附和释放磁力的材料。
它们在数据存储和传感器技术上发挥着至关重要的作用。
在信息时代的背景下,大容量数据存储一直是科技界的一个重要挑战。
磁性材料通过利用磁性颗粒的定向排列,实现了高密度和高稳定性的数据存储。
磁性材料在存储介质中通常被制成纳米级的颗粒或薄膜形式。
这种纳米级结构可以实现更高的数据密度,并且能够减小读写头对磁性材料的磁场感知范围,提高读写的精度和速度。
除了在硬盘等传统磁性存储器件中的应用,磁性材料在新型存储技术如自旋电子器件(spintronics)和磁性随机存储器(MRAM)中也扮演着重要角色。
另一方面,磁性材料还广泛应用于传感器技术。
磁性材料在科技产品中广泛运用
磁性材料在科技产品中广泛运用磁性材料是指能够产生、感应和利用磁场的物质。
其在科技产品中的广泛运用,对于现代科学技术和生活的发展起到了重要作用。
本文将从多个角度探讨磁性材料在科技产品中的运用,包括电子产品、医疗设备、能源技术以及交通工具等领域。
首先,磁性材料在电子产品中具有重要地位。
在计算机和手机等通信设备中,磁性材料被用于制造磁存储介质,例如硬盘和闪存。
磁盘驱动器中的磁性材料可以保存数百GB到数TB的数据。
此外,磁吸附力的应用使得电脑和手机的组件可以很容易地连接在一起,提高了产品的可维护性和可升级性。
另外,磁性材料在扬声器和麦克风中的应用,使得声音可以高质量地传输和放大,提升了用户体验。
其次,磁性材料在医疗设备领域也有广泛应用。
尤其是在医疗成像技术中,磁性材料发挥了重要作用。
核磁共振成像(MRI)技术利用了磁性材料和磁作用原理,通过人体组织对磁场的响应来产生详细的内部图像。
MRI不需要使用有害的放射线,因此被广泛应用于诊断和研究领域。
此外,磁性材料也用于制造植入式医疗器械,如人工关节和植入式心脏起搏器等。
这些器械中的磁性材料可以存储信息、感应数据和控制执行动作,提高了治疗效果和生活质量。
磁性材料在能源技术方面同样发挥了重要作用。
风力发电机和发电设备中使用的永磁材料可以将运动能转化为电能。
这些磁性材料具有高能量密度、高效率和长寿命的优势,被广泛应用于可再生能源领域,推动了绿色能源的发展。
另外,电动汽车中的马达和电池也采用了磁性材料,使得电动汽车具有高效、低能耗、长续航里程的特点。
磁力储能系统还可以用于储能设备,将辅助电力发送回电网,提供更加智能、可持续的电力供应。
最后,磁性材料在交通工具制造中也具有广泛运用。
磁悬浮列车(Maglev)是一种基于磁场原理的现代交通工具。
磁性材料被用于制造轨道和车辆,通过磁力来提供悬浮和推进力,消除了与轨道接触摩擦,从而实现了高速、平稳和低噪音的交通方式。
磁悬浮列车的出现极大地推动了交通工具的发展,为人们提供了更快速、更便利的出行方式。
磁性材料在节能和环境保护中的应用
磁性材料在节能和环境保护中的应用黄刚金川电子器材公司(四川宜宾644005)1前言磁性材料是电子信息产业的重要基础材料。
近30年来,磁性材料及产品的发展令人瞩目,新材料不断涌现,新器件陆续面世,应用空前广泛,特别是在传统产业的节能中有着不可替代的作用和广阔的市场前景。
众所周知,能源危机是世界各国面临的实际问题,而节能是解决能源紧张的一条重要途径,因此,大力提倡、发展节能产品不仅有重要的现实意义,而且有深远的社会意义。
磁性产品是典型的节能节材产品,由以下几例可窥其端倪。
2磁性汽车部件与节能当今世界,汽车的数量惊人,年产量近5000万辆,所以节能的意义相当重大。
美国为此规定了十分苛刻的的耗油标准。
计算表明,要达到该标准,汽车的平均重量须从现在的2000kg降至1250kg~1350kg。
因此,对现代汽车部件来说,尺寸、重量和性能之间的协调至关重要。
而采用高性能的磁性材料可以满足此种要求。
如把汽车中的电机(数十个之多)改成永磁电机,重量可减轻40%~70%,效率提高50%以上,还可节约铜材、节电。
此外,汽车中还大量使用了磁化节油器、减烟器、强力磁化器、磁性传感器等多种节能产品,效果均非常明显。
3在节能电气设备中的应用在电气设备特别是自动控制设备中,要使用大量电磁开关和电磁阀,以前都用电磁铁,工作中要一直通电,因此耗电很多,若把其中的电磁铁换成永磁体,只要在接通和断开的瞬间通入一个脉冲电流即能完成,可节电90%以上。
由于电气设备中使用的电磁开关与电磁阀数量很多,所以采用永磁体的节能效果甚为可观。
钢铁厂、造船厂经常提升和运送钢铁料块及钢板,以前都用电磁铁,耗电过多。
把电磁铁改成永磁体,只在吸物的瞬间通入一个脉冲大电流使磁体永磁,在卸物的瞬间再通入一个交变的逐渐衰减的电流使磁铁退磁,被吸物就能落到规定地点。
整个提升和运输过程不用通电,这样不仅节电,还能避免电磁铁在停电与断电时运输物摔下,造成事故。
近来采用稀土永磁开发的“永磁吊”,已能吸重达40吨~50吨的钢铁。
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磁性材料与技术在现代能源中的应用1 引言能源是人类社会发展的物展基础,没有能源人类是无法生存的。
所谓能源,就是人类取得能量的来源,它分为1次能源——经开采或收集后未经任何改变或转换的能源,如原煤、原油、河流的水等;2次能源——经过加工转换后获得的1次能源,如油料、电力、沼气、核能等;终端能源——1次、2次能源经过输送、储存和分配,供给用户使用的能源,如用于炊事、照明、运输的热能和电能等。
现在,能源危机是1个世界性的问题。
由于目前人类的90%以上工业性能源是来自煤、石油、天然气等天然资源,它们是用之有竭的。
所以节约能源、开发新能源就显得十分重要,磁性技术在其中担当着重要的角色,也是确保人类可持续发展的有效措施之一。
2 磁性技术在节约能源方面的应用2.1 节能的永磁材料降低现有磁性材料的损耗,研发更低损耗的新材料,便可以在使用磁性材料的各种电机和电器中节约能源。
例如,用永磁体代替电流在空间形成1个静磁场(如永磁电机中的定子磁场或转子磁场,扬声器和仪器仪表中的气隙磁场等),这样,不但节省了电能,降低了温度,而且省去1部分电源及控制系统、冷却系统。
利用没有励磁线圈的铁芯,不发热的稀土永磁电机来代替常用电动机,可缩小体积,减轻重量,提高效率。
如在汽车中用永磁电机替代传统的电机,可使体积和重量减小40%~70%,效率提高50%以上,并可节省铜材和电力。
将电气设备中大量使用的电磁开关、电磁阀的电磁铁换成永磁体,可节电90%以上。
在人类活动中,大量的能源消耗在克服摩擦力的做功上。
利用永磁体之间的排斥力和吸引力,做成各种磁悬浮系统,如果再将系统中的空气抽出,则摩擦力几乎按近于零。
例如,利用磁悬浮原理制成新型磁轴承,其能源可降低90%以上,转速可达每分钟几十万转。
又如,应用磁耦合的齿轮传动机构,可以做到不啮而合,隔而不断,从而大量节约能源。
再如,有1种在100大气压高压室内工作的机构,仅用以克服从动轴与高压室壁间所设置的轴封摩擦即要消耗25kW的功率,如应用磁耦合减速器,用1kW电动机便可操纵高压室内的机构工作。
同时,磁性轴承和磁性传动器均无需直接接触,不必润滑,没有污染。
用永磁体在空间建立1个磁场,除了在制作该永磁体时消耗一定能源外,长期使用过程中不再另外消耗能源,显然,利用永磁体能够取得节约资源、节省能源的显著效果。
2.2 奇特的非晶态磁性合金非晶态磁性合金就是磁性玻璃。
这种非晶态合金材料是将熔融的金属用每秒近100万℃的超急冷方法直接喷在高速旋转的风轮上,使熔化的液态合金立即凝固成薄带,来不及结晶而形成非晶态。
非晶态合金具有铁芯损耗小、电阻率高、频率特性好、磁感应强度高、抗腐蚀性强等特点。
在漏电保护器、电感滤波器、电力配电变压器和开关电源等方面已获得广泛应用。
由于非晶态材料的厚度只有0.03mm,所以铁芯的占空系数较小,约在0.4~0.7之间,其铁芯损耗也仅为硅钢片的1/3,用作变压器铁芯,不但具有优良的高频电磁性能,而且与常规产品相比,体积可缩小30%,总能量损耗减少40%~60%。
据资料显示,由于铁芯发热,日本每年要损耗60亿度电,相当于2000亿日元的价值。
据估计,我国变压器的总损耗占系统发电量的10%左右,损耗每降低1%,每年可节约上百亿度电,其节能效果十分显著。
2.3 磁性节能器件磁水器在锅炉和热交换系统中的使用,不但提高了热效应,节约了能源,而且还减少了管道和设备的除垢工作。
根据美国商业部和国家标准局的资料,锅炉的水垢厚度为0.4mm~9.6mm,平均效率损失为4%~48%,每千升(或每千加仑)燃油浪费40升~480升(或加仑)。
按照美国的运行情况,某些锅炉在进行酸洗除垢之前,其积垢厚度有的可达8mm左右,其燃油的浪费相当严重。
其它国家和地区,因水质和维护水平不同,严重者会造成更大损失。
如果采用磁力除垢器或磁水器均可节约能源并提高维护保养水平。
我国某油田用磁水器处理石油,使石油除蜡降粘,热洗周期由12天增加到140天,单井年节电达1.4万度,年节约天然气1.8万m3,年增产原油180吨,多获利2万元。
将磁化节油减烟器,燃油增能器或磁力强化节能器用于以碳氢化合物(油、气)为燃料的燃烧设备中,其节能效果明显。
例如炼钢炉、锅炉、电站、各种发动机等设备均可装设此类节能器,令其燃料在使用之前进行磁化,使油、气分子键断裂雾化,使其充分燃烧,提高燃烧效率,从而省油、省气5%~15%。
由于燃烧室温度升高,发动机(引擎)输出增加,可防止积垢,可使CO、NO等有害气体的排放降低25%~65%,同时还可使废气中的含尘量降低25%~40%。
在开采或炼制石油的输油管道中,采用此类设置,也可取得有利于油气输送、除蜡降粘的效果。
用于石油钻井7km深处打捞作业的稀土钴永磁强磁力打捞器,可将掉落井里的钻头、齿轮、轴承、工具、碎片及其它杂物打捞干净,确保钻井速度,并保护油井不致报废。
我国研制成功的60kVA永磁副励磁机,选用钐镨钴稀土永磁体装在切面磁路的转子上,电机功率等级是原型机的2.45倍,轴长缩短了1半,稀土永磁的用量仅为铝镍钴副励磁的47%,成本只有电磁副磁机系统总成本的1/3左右。
2.4 绿色节能磁冰箱利用“绝热去磁”(给1种磁性材料施加磁场时发热,去掉磁场时冷却)全新原理工作的磁冰箱,其致冷工作效率为常规气体致冷机的2倍~4倍,能耗低,可节电50%。
由于使用固体工质,故而体积小、重量轻,又无压缩机,很少有零件磨损和挤压现象。
即使有运动部件,其转速也十分缓慢,故而省电、便于维护、寿命长、无振动噪音,没有氟里昂对环境的污染,可保护臭氧层,因此被称为绿色冰箱。
近来美国埃姆兹实验室制成1台以钆颗粒为致冷材料的样机,其循环系统较复杂,要求的工作磁场较高(5T),这样高的磁场只有超导磁体才能达到。
我国包头稀土研究院与包头钢铁学院共同承担的“稀土磁致冷技术开发”课题,已制成1种采用钕铁硼永磁磁场装置,其强度为1.3T~2.0T,使室温磁致冷技术向实用化方向迈进一大步。
2.5 其它节能实例电子镇流器只需传统式镇流器的70%的电功率便能令萤光灯发出同样的光度。
由于使用较小的磁性电感器,不需要启动器,可节能30%,具有快速、重量轻、噪音低的特点,效率高达65%~85%。
小损耗的开关电源必须使用的变压器,扼流圈,杂波滤波器、饱和电抗器等4种磁性元件,全部可由磁性材料制造。
不用水和色浆的磁性染色工艺就是利用磁力和分散染料升华作用的1种连续染色法,可用于染素色和图案印花。
它无需使用水、溶剂和印花纸,且能耗大大减小。
没有火患的安全灶——电磁炉,是1种新型“冷加热”电气灶具。
这是通过高频交变磁场与铁锅(或不锈钢锅)相互作用来加热的,其热效率高,节省电力。
同样是1.2kW,一般加热器的热效率只有56%,而电磁炉的热效率却达到83%,烧沸同量水的时间可缩短1/3。
温度可调,安全卫生,与微波炉相比,还具有价格低、宜炒菜特别是做中餐的特点,目前在我国已经实用化、商品化。
利用磁场制作的水泥,具有松散,不结块的特点。
由于磁场的作用使水泥旋转,只要在水泥中添加1种可与水泥吸附在一起的铁磁材料,使之具有韧性和弹性。
因无转动部件,磨损极小,耗能少。
磁性水泥混凝土的形状和大小不受限制,具有良好的持久性,在水中和海洋工程方面,可用于磁性定位;在危险地区可作成磁性地段,便于检测;在路面上作磁性标记以引导盲人步行,使汽车通行无阻。
3 磁性技术与新能源开发3.1 磁流体发电磁流体发电就是“等离子体发电”,是将热能转换为电能的1种方式,其基本原理仍是导体切割磁力线感应而产生电动势。
不同的是磁流体发电中的导电流体代替了普通发电机中的金属导体。
即当高温高速气流通过强磁场时,气流由于高温电离变成等离子导电流体,并切割磁力线而产生感应电势和电能。
目前,世界上主要研究燃烧矿物燃料的开环磁流体发电,燃煤磁流体联合循环等高效率、低污染、大功率发电的高新技术。
其发电效率比传统的水力、火力、核能发电提高50%~60%。
1个百万kW的磁流体发电厂,年节煤可达100万吨,造价仅为火力发电厂的1/4。
3.2 磁约束与受控核聚变目前,原子能发电是利用重原子核的裂变反应释放的能量。
据估计,地球上的裂变材料藏量只够用几千年,如果改用轻原子核(如氘)聚变反应释放能量发电,则地球上的氘可用几千亿年。
要实现可控聚变反应则需要上亿度(>108K)的高温和一定密度的重氢等离子体维持一定时间。
目前,1种有效方法就是利用一定形状和强度的强磁场——磁约束来实现。
最近,美国科学家在探讨核聚变研究新方向时,由普拉格等人提出的4种约束等离子体新方法中最重要的就是磁约束技术。
德国力求在新能源探索中占据国际领先地位,将建造世界最大仿星器受控核聚变装置。
该装置的关键部件是产生磁场的超导线圈和隔热箱,二者目前已研制成功并通过试验。
德国科学家采用铌钛合金导线作为超导线圈材料,由200根超导线材制电缆,共外用强化铝合金冷凝管中的液态氮冷却至4K,整个装置所使用的超导线长度达60km。
加热与约束等离子体是受控核聚变研究的两大课题,其中约束主要有磁约束和惯性约束2种途径。
磁约束曾使用过多种装置,至今前途较明朗的闭式环形装置有托卡马克和仿星器。
托卡马克主要利用电磁感应产生的环电流等来约束等离子体,而仿星器对等离子体的约束主要借助外导体的电流等产生的强磁场。
3.3 磁性材料与风能技术风能是太阳辐射造成地球各部分受热不均匀,引起空气运动所产生的能量。
地球上近地层风能总储量约为1.3 × 1012kW,估计我国风能总储量达1.6×109kW,在世界上排列第三,可开发利用的约为1/10。
风能量是利用风力推动风力机而产生的。
利用风力可以发电、提水、助航、致冷和致热等。
风力机是将风能转化为其它形式能量(如电能、机械能、热能等)的旋转机械。
用永磁材料制成的大输出旋转机械在风力机中获得了应用,例如在转子外侧而定子在内侧的外转子发电机中,永磁体粘结在圆筒形转子轮的内圆周面,因此转子轮本身可防止永磁体的飞脱,因而磁通不会降低。
风能是1种干净的绿色可再生能源,在技术上已日渐成熟,在价格上逐步具有竞争力,如美国目前的风能电价格仅为每度9美分。
4 超导磁体的功能把某种金属物质冷至特定温度以下,其电阻为零的现象称为超导性。
这种超导性将使电力传输、电机及其各种电力电子设备完全不消耗能量,可以制成超强的磁铁用于巨大的粒子加速器。
如何将其实用化,这是科技人员开发的重点。
一旦金属线圈在超导状态下被接通电流以后,电流就会持久地流动,并会产生比普通永久磁铁大十几倍的磁场。
这一超导电性与磁性若能共存而不互相破坏,则会加速超导技术的实际应用。
4.1 磁悬浮列车这种列车是利用直流电机原理,在磁力作用下使车辆浮起并沿着特制的导轨运行,是介于常规铁路与航空之间的1种交通运输工具。