磁性范文10篇

时间:2023-04-03 02:13:01

磁性范文篇1

以电子自旋的自由度为基础的自旋电子学的新进展引发了一场概念性革命,开始了一种名为“自旋电子学”的新技术,这为新一代器件提供了机会。该器件将标准电子学与自旋相关效应结合起来。自旋相关效应由载体自旋与材料磁性能相互作用引起磁致伸缩材料的长度可随外磁场交变而反复伸长和缩短产生机械波,能够实现电磁能(或电磁信息)与机械能、声能(或机械位移信息与声信息)之间的转换,可以广泛用于功率电一声换能器、电—虮换能器、传感器和电子器件等方面。稀土超磁致伸缩材料已广泛用于各尖端技术和军事应用中。对传统产业起着重要的影响。近年来,国外发达国家在这方面的工艺研究和应用基本完成,开始向商品化阶段过渡,并开发出近千种应用器件。

吸波材料因军民两用的殊异身份,各国竞相研究。几十年来,通过掺杂、改变结构、放置方式,使吸波材料作用发挥得愈来愈好。但是,在军用方面,它不能完全“隐身”。在民用方面,它不能完全抗干扰。因此,这也是当今研究的热门课题之一。最近有报道,在一定入射角范围。随着入射角的增大,吸波材料的反射相应增大,故可以采用双(多)基地雷达组网j】唱虽反隐身能力。若要“隐身”,则可从反方向思维进行。吸波材料的用途,大致有微波暗室、桥梁、建筑、隐形飞机、隐身坦克、舰船、隐形导弹等。

美国

美国作为一个军事大国,其科技+分发达,在微波领域尤其如此。目前,美国从事微波多晶和单晶铁氧体材料与器件研制生产的厂家约60多家,其产品占整个软磁铁氧体市场的2/3。表1为部分公司及其产品,这些产品主要用于雷达、卫星、通信、航空航天飞行器、电子对抗系统等领域。美国军方2003年与Raytheon.LockheedMartin,NorthropGrumman以及IBM等军品公司签订了共约33.5亿美元的合同,用于研发雷达报苦系统、空中运输控制、全球定位系统(GPS)、地面系统传感器、宽范围搜索系统、战术照射系统、雷达天线、舰载防御导弹、PAC一3导弹、SM一3导弹等,其中海军投入近20亿美元。美国《微波与射频》杂志总结了40年来的微波进展史,预计军用及光通信市场为行业的重头之一。在2002年美国加州召开的第10届无线系统年会上,最热门的话题为“WLAN"(无线局域网),会上村田电子北美公司介绍了集成双道有源滤波器件,它可滤掉9GHz以上的频率,尺寸为9.5mmx12.5mmx2.2mmoIBM微电子公司了两条标准IC生产线,包括功率放大器和电压控制振荡器。美国新近成立的VIDA产品公司集中研究高Q、宽调谐滤波器、振荡器和频率合成器的军事和商业应用。该公司凭借其独特的YIG技术优势的进一步发展而得以扩大。这些进展包括:拓宽温度范围性能,振动不灵敏性,很低的驱动功率要求以及利用薄膜丫IG《丁F丫)共振器。

200,年。美国《国防报告》将太空和信息作为未来战争的两个制高点。下大力气改善太空、信息和情报技术。建立全球化网络系统。把通信设施延伸到部队的各个单位。逐步向信息化军队迈步。国防部将“网络中心战”列为未来美军的主要作战方式。还有,美国正启动一系列传感器计划。支持陆军的FCS(未来作战系统)和“目标部队”计划。重要技术包括多传感器融合。磁传感器,交叉弓I导(Cross-Cueing)和动目标指示。美国陆军直升机的A闪/ALA一212先进威胁红外对抗(ATIRCM)系统是直升机的自卫系统。可以防止来自任何方向和处于任何飞行阶段的红外制导导弹的攻击。该系统包括AN/AAR一57通用导弹告警系统(CMWS)、红外干扰头、对抗干扰箱和对抗干扰弹。另外.美国波音公司设计并研制X波段雷达阵列.从结构上要求能够融入到将来的飞机设计中.如美国空军的下一代传感器飞机情报、监视和侦察平台.此项目将在2005年10月完成。

对于新式武器电磁炮.美国在2002年8月拨款1640万美元.研究高能微波武器《日PM)对目标系统的杀伤力和美国自己的系统遇到日PM时的受损程度。2003年1月,美国与加拿大Metatech公司签署了一份为期7年的合同。研究美国卫星遇到诸如激光等直接能量攻击时的受损程度。

日本

虽然日本在二战后被限制发展军队.但其先进的工业技术、发达的经济实力必然要影响到军事。日本对于磁性材料及器件的研发.不仅用于商业.也用于军事。例如.日本在其研究的新式潜艇上将采用很多新技术.包括安装新型声纳.进一步提高探测能力.开发AIP技术;采用无浆推进、泵喷射推进、磁流体推进等新的推进技术.磁流体推进技术已在日本的超导电磁推进船“大和”号上进行了成功实验。

日本是磁性材料及器件研制与生产大国.著名公司有大同、日立、川崎等。下面略举几家公司最新研究动向。

大同特殊钢公司近年开发出挠性电磁波吸收体“DPR”系列。其主要特点是高温环境下抗电磁干扰,可满足电子机器、光纤通信多方面需求。该公司还估计到粘结磁体在电动机等方面的市场需求必将进一步增长。已计划到2005年度其产量增长8成。即2005年生产能力由2003年的4000万个增长到7000万个。磁体年销售额估计增长1.5倍达120亿日元。

日立金属公司生产的“Finemet”纳米晶磁性材料,主要用于电子机器防干扰共态扼流圈。过去月产量30t,目前已猛增至120to2002年销售额20亿日元,计划2006年要达到120亿日元。该公司前不久吞并了美国Honewel公司的非晶金属材料事业部。收买金额达数+亿日元。以图占领软磁材料市场。

户佃工业公司与明治大学共同研制成由Co.Ni和氧化铁组成的只有30一40nm的纳米磁粉,可获得239一542kA/m(3000一6800Oe)的矫顽力,并可以在50℃保持,ODOh的热稳性。

川崎钢铁公司新近开发出电磁线材。据称为世界首创。可用于倒相电路中的变压器或扼流圈,满足了电磁器件小型化、异型化需求。

韩国

韩国在磁学研究方面的投入基金每年均有增加。目前,韩国与磁学有关的公司及产品见表20韩国现存公司的产业化需要与研究间的技术差距日益增大,如果韩国无法实现以自旋电子相关技术或其他为基础的新产业,则无法在短期内轻易解决这个问题。

印度

印度从2003年1月开始,实施“萨姆尤科塔”电子战;ii浅」。“萨姆尤科塔”技术由印度国防研究与发展组织(DRDO)负责开发,硬件设备由印度国家电子有限公司生产,所使用的电子干扰器使用频率在1.5一500MHz之间,涵盖了从高频中频之间的所有敌方电子频率使用范围;计划中用的重要设施一拉简德拉相控阵雷达,由印度巴拉特电子有限公司生产。该技术的有效使用寿命将持续到2020年。印度陆军官员称,首批26辆电子战车辆已交付陆军并投入使用,这些电子战车辆装备有印度自行研制的综合监视系统。除“萨姆尤科塔”计划外,印度陆军还准备从海外引进一批电子战干扰系统,开展反情报行动。

入到现役战略、战术飞机和防空导弹的改进工作上。俄对图一160和图95MS进行的中期改造中,不会对发动机或机身进行改进,而将重点放在导航、观察和武器系统上。俄现役飞机所保留的升级项目苏一27SM和苏一34飞机,均采用了全新的电子设备。表3列出俄罗斯部分微波铁氧体厂家及其产品。

欧盟

现在国家的边界概念正在发生变化,整个欧洲国防工业正在朝着相互融合、相互协作的趋势发展。欧盟第5个框架计划(,998一2002)为信息社会技术(IST)设立了33亿欧元的基金,其中关于磁性与光存储方面的项目包括:磁光存储、集成光学磁头、超高密度存储、磁噪声与巨磁电阻效应(GMR)、磁学中的隧道结、电磁元件、平行光盘与多频道系统。欧盟第6个框架计划(2003一2007)分成两步:一是生产公司与高技术研究实验室结合,投入1000万欧元基金用于建立完善的应用和短期产业化项目。二是促进高技能研发实验室间的研究,以开发IST领域未来的技术。此框架计划预算资金为36亿欧元,其中一些关键项目包括移动通信、无线通信、可靠与安全性、纳米电子学及月n胃的“电子健康”(e-i}alfn)。此计划将继续推进在过去5年中扮演重要角色的海t存储技术。公务员之家

欧盟在微波方面的研究项目包括:微波真空器件用碳纳米管,微波与先进CMOS(补充型金属氧化物)技术集成,微电机系统集成相阵天线等英国国家物理实验室(NPL),主要研究实现微波测t在功率、衰减阻抗和噪声方面所用标准的新方法,以及EMC和介电材料的测}oNPL的一个特别研究项目是利用新的非接触电光传感器对高架电源线的测t。英国日elfast大学高频电子研究小组的典型研究项目包括毫米波前端和集成自追踪天线用的灵敏结构,其中关键技术是研制具有低反射损耗的空间移相器。英国Loughborough大学的无线通信研究小组主要研究天线与无线系统,包括在移动和卫星通信系统、微波和毫米波工程中的应用。

法国政府为2003年到2008年的军事预算提交了一个新法案,增加了国防开支。其中2003年开支达133亿美元,比当前(2002年)增加11亿美法国Lille大学电子、微电子、纳米技术研究所的研究项目有现代电子、新钊料、微电子、纳米电子、微波、光电子、电磁、声学、超声波、微系统、传感器及测试设备。

磁性范文篇2

说话也是一门艺术。说话的过程是控制发音系统的过程,只有发音器官健全,并通过科学的方法不断地练习,才能掌握这门艺术。如果不能正确地控制和协调身体各发音器官,不去体验整个发声体的运动过程,要想拥有有魅力的声音是非常困难的。

为什么我们会信任那些优秀的电视节目主持人呢?原因之一就是他们准确清晰、端庄悦耳的声音,他们的声音具有使听众不会轻易转移注意力的特质。这些主持人并不一定天生就有一副好嗓子,而是经过了长时间的练习提高了音质和音色。有个非常优秀的主持人朋友告诉我,好的主持人是要进行严格的发音训练的。

发音训练的第一课就是呼吸训练。说话和唱歌的发音方式是相通的。一些学习唱歌的方法可以用到说话上。意大利男高音之父卡鲁索说:“在所有学习歌唱的人中,谁掌握了正确的呼吸,谁就成功了一半。”气息是发出声音的动力,更是各种声音技巧的“能源”。

歌唱时正确的呼吸,既不是用两肩上抬、胸廓紧张的浅胸式呼吸法,也不是用腹部一起一伏、胸部僵硬紧逼的纯腹式呼吸法,而是打开口腔用胸腔和腹腔联合运动而完成呼吸动作。

其吸气要领是:吸到肺底--两肋打开--腹壁站定;呼气要领是:稳劲--持久--及时补换。不过,要掌握好这一方法是有一定难度的,通常要经过专业训练。(发音练习:怎么让你的声音有磁性好听)

也有一些简单易行的方法,如:平心静气地去闻鲜花的芳香;突然受到惊吓时的倒吸冷气;模拟吹灰尘。还可以利用早上起床的时间做一些训练,具体方法是:

全身平躺在床上,尽力伸展身体,收缩腹部,把一只手平放在横隔膜上,将另一只手放在胸骨上,然后尽力吸气,吸气的同时说“哦,哦,哦”,呼气的同时说“哈,哈,哈”,这样练习几次,能够使气息充盈全身。然后再说出“早--上--好”,说的时候,手要能感觉到胸腔是在振动。

然后坐起,双脚紧贴地面,保持身体挺直,再说几次“早--上--好”。最后,站起来在房间里来回走动,连续说“早上好,早上好”。注意在说的时候,要对自己充满自信。发音练习:怎么让你的声音有磁性好听)

接下来是共鸣训练。人的口腔、胸腔等发音器官就像一个音箱,搭配使用得当就能发出具有磁性的嗓音。为什么有的人说话的声音穿透力特别强,即使房间里噪音很大,也能听清他在讲什么,这就是共鸣的原因。你的声音必须是通过胸腔共鸣产生的,而不是堵在嗓子眼里被憋出来的。

共鸣训练要注意对发音器官的控制练习,以达到好的音质音色。首先要练习如何张开嘴说话,而不是发声不动嘴,咬着牙齿说话。我们会注意到歌手唱歌时都是张大嘴,这样才能够清晰地唱出每一句歌词。讲话时你也应该尽力做到这一点。开始训练时,朗读以下的内容大声进行练习:公务员之家:

胸腔共鸣练习:暗淡反叛散慢计划到达

口腔共鸣练习:澎湃碰壁拍打喷泉品牌

鼻腔共鸣练习:妈妈买卖弥漫出门戏迷

在练习时要注意仔细体会发音时胸腔、口腔、鼻腔共鸣的感觉。发音练习:怎么让你的声音有磁性好听)

磁性范文篇3

关键词:磁性槽楔;电机节能;应用

随着经济的发展和社会的进步,能源问题逐渐凸显出来,尤其对于电力能源来说,我国各个地区都不同程度的出现了电力供应紧张的问题,这就对电机节能技术提出了更高的要求。在电机中采用磁性槽楔能够提升电机效率,对于电力能源的节约有着积极的意义。基于以上,本文简要研究了磁性槽楔在电机节能技术中的应用。

1磁性槽楔应用的必要性

电机在气隙磁通的过程中,降低气隙磁阻能够有效降低磁电流,从而实现电气损耗的降低,实现节能目的。就目前来看,当前电机普遍选用开口槽作为定子槽型,如果采用槽楔采用非导磁材料,则会导致槽楔缺乏导磁率,在这样的状况下,齿槽下的气隙磁阻会产生较大波动,高次齿谐波分量增加,这就给电机带来了较大的损耗,电机效率低下,同时较大的波动也会产生噪声污染。而在电机中采用磁性槽楔则能够有效避免上述问题,磁性槽楔的应用能够将气息磁场分布变得均匀,磁场分布曲线平滑,高次谐波降低,整个电机的温升以及损耗会降低,不仅实现了电机节能目的,同时有效改善了电机噪声污染的问题。

2磁性槽楔在电机节能技术中的作用

随着技术的发展,用户对于电机的节能性要求逐渐提升,各种高效率电机得到了广泛的推广。但受到制造工艺以及电机装配等方面因素的影响,电机损耗的真实值往往与设计值有着一定的偏差,这就导致电机的温升和效率难以达到设计标准。为了提升电机的效率,降低温升,在电机设计中通常会采取更换冲片材料、改变槽型等方式,但这些方式有着成本高、效果不显着的问题,在这样的背景下,磁性槽楔在电机节能技术中的应用逐渐受到重视。磁性槽楔能够有效降低电机空载附加铁耗,空载附加铁耗指的是空载电机空载杂散损耗。铁芯开槽导致的气隙磁导不均匀以及空载磁势空间分布曲线中的谐波都能够在气隙中产生谐波磁场,从而导致空载附加铁耗的产生。谐波磁场相对磁极表面产生运动则会产生涡流损耗,而相对于齿的运动能够产生脉振损耗,采用磁性槽楔能够有效降低卡式系数(卡式系数是衡量电机平稳程度的系数,卡式系数越小,电机运行越平稳,输出能量越高,损耗能量越小,节能效果越好)和平均气隙磁密以及齿内的平均磁密。

3应用试验节能对比

选择两台型号相同、转子系数相同的电机,对其定子槽楔材料进行改变,一台电机使用磁性槽楔,一台电机使用非磁性槽楔,对两台电机的铁耗、空载电流、效率、功率因素以及温升等节能参数进行对比。应用试验对比数据如表1所示。由表1可以清晰的对比出应用磁性槽楔和应用非磁性槽楔电机的节能效果,首先,磁性槽楔能够有效的降低电机铁耗,且降低的幅度十分显著,从而降低电机的整体损耗,实现节能效果;第二,在应用磁性槽楔之后,电机的运行效率得到了有效的提升,从89.65%提升到了91.56%,由此可见,磁性槽楔不仅能够节约能源,还能够提升电机的运行效率,符合节能增效的基本要求;第三,使用磁性槽楔之后,空载电流有所下降,这就降低了电机的实际损耗,有效改善了电机电气性能指标,从而实现节能;第四,从温升上来看,使用磁性槽楔的电机温升降低,这就保证了电机运行的可靠性。

4磁性槽楔在电机节能技术中的应用要点

通过上文中的分析可知,磁性槽楔的应用对于电机节能有着积极的意义,现总结磁性槽楔在电机节能技术中的应用要点如下:①注意转矩下降问题:在应用磁性槽楔过程中,磁性槽楔的导磁性能良好,这会增加定子的漏抗,如果外加电压和频率保持一定,则随着电抗的增加,电机转矩特性会逐渐降低,电机转矩随之下降,在应用的过程中应当注意;②注意磁性槽楔固定问题:在应用磁性槽楔的过程中,很容易出现槽楔固定不牢固而导致脱落的问题,这就对磁性槽楔的制造提出了更高的要求。首先,应当对槽楔的装配间隙进行严格控制,将间隙控制在合理的范围之内,避免槽楔打入困难,同时避免槽楔打入之后出现松动问题。第二,应当在槽楔朝线圈的一面进行刷胶处理,避免槽楔松动。第三,应当对真空压力整浸参数进行控制,保证槽楔的各个接触面都能够渗入油漆,以此来保证磁性槽楔的紧固程度,避免槽楔松动;③注重磁性槽楔的选择问题:在电机节能技术中应用磁性槽楔的过程中,并不是槽楔的导磁效果越好,其节能效果越佳,在选择磁性槽楔的过程中应当保证槽楔导磁性能的合理性,保证槽楔不仅能够提升电机运行效率,同时能够降低电机的损耗,要保证磁性槽楔导磁率的合理。

5结论

综上所述,能源问题是关系到人类社会可持续发展的重要问题,节能意识逐渐深入人心。随着电动机的广泛应用,电机节能技术备受关注,本文简要分析了磁性槽楔在电机节能技术中的应用,阐述了磁性槽楔对于电机节能的作用,并探讨了具体的应用要点,旨在为电机设计实践提供参考。

作者:朱巍 单位:清远市清新区太和供水有限公司

参考文献:

[1]李军丽,胡春雷.磁性槽楔在电机节能技术中的应用[J].中小型电机,2005(02):57-59.

磁性范文篇4

1台站简介

格尔木地磁台始建于1973年(始建台址在诺木洪),1975年迁至青海省格尔木市河西小岛。台址位于柴达木盆地南部,东昆仑断裂带的北部。1981年,中国地震局拨专款对该台站进行了改扩建,形成了地磁Ⅰ类、测震和水氡Ⅱ类的部级综合性地震基本台站。本项目建设于青海省格尔木市河西小岛格尔木地震台院内,本次建设地下相对观测室,新建建筑面积110m2;征地31.357亩,修建围墙540m。近年来,格尔木地区大量移民,许多农民在台站周围私自建房,开垦土地,对格尔木地磁台地磁观测环境造成一定破坏。原定2015年对格尔木地磁房进行改造,但因之前的建筑规范经多次检测不达标,因此于2019年为格尔木建设新地磁房,顺利落成的台站地磁房会弥补监视区的空缺并对地磁台网的布局进行了完善,提升我国地磁基本场和变化场等地震背景场探测能力。工程于2019年9月完工。在格尔木台建设中,包括场地清理、建筑材料检测、磁房建设,梯度检测以及仪器架设等环节,对建设过程进行分析,能够给其他台站地磁房的改造和建设提供一些借鉴。

2检测仪器

对于建筑材料的磁性检测,格尔木台使用的是1套G856磁力仪材料的磁性检测、2套GSM-19T标准质子磁力仪和日变量的观测。其中一台GSM-19T标准质子磁力仪作为备用仪器。GSM-19T标准质子磁力仪指标为:分辨率0.01nT、灵敏度<0.05nT、采样率3~60s、绝对精度±0.2nT、动态范围20000~120000nT、梯度容差>7000nT/m,适用于材料磁性检测。三套仪器均符合检测标准,GSM-19T标准质子磁力仪精度为0.01nT,产出数据比较慢,通常在3~4s左右;G856磁力仪精度为0.1nT,产出数据比较快,通常在1~2s左右,但其探头具有固定指向性,操作起来不具备灵活性。所以,经两套仪器对比,GSM-19T标准质子磁力仪有方便快捷、读数精准,操作简单等诸多优势,故在检测材料时多用GSM-19T标准质子磁力仪进行检测,而G856磁力仪多用于日变量的观测。同时,为了方便检测大理石墩,购置两套SM-30磁化率仪,该仪器使用较为方便,能够快速检测石墩磁性。

3建筑用材的磁性检测

3.1检测方法。检测依据:相较于相同物质的建筑材料磁性检测,△F和被检测物的体积成正比,与仪器测量探头到被测物体距离的平方成反比,即被测材料体积越大(但在实际检测中材料一般不超过0.5m3),距离越小就可以越准确地检测材料的磁性。利用GSM-19T和G856两套磁力仪可以测出所需场地任何位置的地磁场场强F值。因此在格尔木地震台地磁房建设过程中,一般会使用G856磁力仪作为日变量的观测仪器,用于观察当日是否有磁扰动或是磁暴现象。将仪器的探头指北的同时固定在一个特定区域内,测出10~20组日变量数据以确定当日的磁场是否稳定。用GSM-19T磁力仪检测材料磁性大小,GSM-19T磁力仪显示的F值为该区域地磁场强度,被测建材磁感应强度及剩磁强度的矢量和,矢量和与前期测试时的地磁场场强差ΔF,所得结果就是检测建筑材料是否符合规范要求的数值。3.2施工前准备。由于格尔木地磁房是在原址上新建,所以场地堪选只需粗略测即可,需清空原有场地内的所有材料,重新铺设地平。开工前选择一块空地,在空地浇筑一块10m×20m水泥地,用G856磁力仪和GSM-19T磁力仪对场地以1m×1m点距、探头高度1.5m的磁场梯度测量。利用G856磁力仪固定场外某一定点位置进行日变量的观测,用GSM-19T磁力仪逐点进行场地观测,将测点值与日变量测值相减,该数值即为观测点位的磁场变化量。利用surfer软件将变化量生成等值线图,测量结果显示场地磁场梯度差异不大,则此空地区域内可进行建筑材料的检测。3.3检测步骤。格尔木台地磁房建筑材料磁性检测步骤:(1)制作无磁性方木桌,在连接处不得使用铁钉,必须使用铜钉进行连接固定,在磁力仪探头一定区域内不引起磁场波动。(2)在空地选择一个无磁固定位置安放无磁性方桌,将磁力仪探头放于方桌桌面一侧的中间位置,探头略高于方桌。(3)将被测材料放于统一材料袋中(较长材料除外),每袋约0.3m3。(4)放置材料前用G856磁力仪在距离方桌10m处测10组日变量数据以确定磁场稳定。(5)用GSM-19T磁力仪测一组未放置材料的空值,然后将被测材料放于该桌面中心位置,每测得一组数据后将该材料进行旋转,依次测得4个方向的数据,最后移除该材料再测1组空值。(6)将观测出来的6组数据进行对比,当其中任意2组数据之间的差值小于0.5nT时,说明该组材料符合地磁房建筑材料用材标准,若超出此范围,则需重新检测,若结果仍大于0.5nT则弃用。在实际操作中,为了减小材料混合后磁性数值的增大,在正式检测当中要求所测材料均小于0.3nT,防止日后材料浇筑时出现数值变大的可能性。当检测如铜筋等较长的材料时,为了检测其磁性,可以用分段检测的办法进行检测。3.4样品检测。地磁房建设既要保证建筑质量,又要保证建筑材料磁性合格,因此对建筑材料的实地跟踪检测也必须同步进行。研究调查表明,格尔木台磁房施工中可能使用到的建筑材料有:铜筋(替代钢筋)、木材、石英砂(无磁性或弱磁性)、石灰石(墙体)、大理石仪器墩、白水泥(无磁性或弱磁性水泥)、铜制五金(铜钉、门把手等)等。在材料进场前应随机抽取5袋建筑材料,用GSM-19T质子磁强计和G856磁强计进行磁力检测。每袋材料测量6组数据,取最大差值作为试验结果,若最大差值在合理范围内则代表该样品为合格建筑材料。应到生产石英砂、水泥等厂家进行实地抽查以确保材料的弱磁性,但由于有些厂家距离格尔木比较遥远,只能先由厂家寄样品进行抽检,样品检测合格后方能确定是否使用该厂家的材料。

4磁房建设磁性检测

4.1跟踪检测。跟踪检测地磁房建筑材料也是重要环节。在地磁房浇筑地平以及墙体时,每铺高0.5m,以0.5m为间隔,作业人员身着无磁性衣服,手持GSM-19T磁力仪探头在距离被测物10cm处逐点进行测试,每个测点读数一次,相邻两点之差大于0.5nT时要重新测量。在排除日变干扰时,对超差较大的区域进行挖掘,排除有可能影响磁场的杂质以及铁磁性物质,重复测量直至合格为止。此次格尔木台地磁房的建设实时跟踪检测大理石墩、水泥、石灰石、石英砂等,都是为了达到磁性的要求。施工过程中部分石英砂跟踪检测结果如表1~3所示,均合格。4.2场地检测。由于格尔木台是在原址上进行重建工程,2015年改造已将原址开挖,所以动工之前先进行了一次场地测量,待全部清空磁房内所有材料后进行第二次场地测量。采用GSM-19T标准质子磁力仪,探头设置的探杆高度为1m,测点间距为1m,在地磁房场地前后清理测量磁场的梯度。前后两次测量梯度对比如图1所示,可见格尔木台地磁房建设达到国家地磁台站建设规范要求。4.3混凝土搅拌后的检测。制作一个无磁性的2m×3m木质检测方盘,在施工场地内选择一个远离工程机械干扰较大的区域放置检测盘。由于混凝土数量较大,需用工程机械车来回运输,所以工程机械车将搅拌好的混凝土放进检测盘后,需要撤离至离检测盘100m外的距离,以减小干扰。以30cm的距离作为检测点,将GSM-19T磁力仪探头尽量紧贴于搅拌好的混凝土表面,进行横竖9个测点的磁性检测,每测一次都要保证与前一测点的测量值之差小于3nT,如果大于3nT则要翻找混凝土,排除干扰性物质后仍然不合格,则方盘内的材料弃用。4.4地磁房梯度检测。2019年9月,格尔木台地磁房全面建成,进行磁场梯度检测,采用GSM-19T磁力仪对地磁观测室进行检测,G856磁力仪作为日变量进行观测,作业人员身着无磁性衣服进入磁房,手持GSM-19T磁力仪探头,探杆高度为1m,测点间距1m,东西观测室内磁场梯度如图2所示。从检测结果看,存在不理想的地方,但对日后仪器产出的数据影响不大。对大理石观测墩也进行检测,测量结果合格。结果表明建设地磁房的所有建筑材料对磁房的磁场没有造成影响,达到了国家的规范要求。4.5遇到的问题。(1)在检测碎石,石英砂等材料时,每袋的检测数据都合格,但所有材料混合后磁性较大,甚至达到5nT以上。(2)检测混凝土时出现不合格的次数明显增多,经排除检查,多为杂质掺和。采用以下方法:先对石英砂、碎石等这些磁性较大的材料进行筛选,再用高强度磁铁把铁磁性物质吸出。规定在0.5nT以内为合格,但在实际测量中尽量控制在0.3nT以内,以防混合后数值再有上升的可能性。

5结语

(1)在地磁房的建设过程中,建筑材料磁性检测的程序至关重要,检测的方法对地磁房最后的合格与否起到关键性作用。(2)在地磁房的建设过程中,在满足检测条件的前提下,可节约成本,并根据台站自身条件恰当选择材料,同时施工过程也十分重要,必须密切监测施工动态,例如在搅拌混凝土时必须小心谨慎,防止有铁磁性的物质掺入。(3)在地磁房建设完成时,测量梯度达标,搬进仪器后运行产出的数据正常可用,说明格尔木地磁房的建设达到了国家规范要求。此次的建设经验也可以为青海省或者全国其他台站日后建设或者改造地磁房提供参考。

参考文献

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磁性范文篇5

1中国磁体产业的发展历程

目前,全球的经济已进入了一个信息时代,作为一种功能材料,磁性材料所占的地位越来越重要。当前主要的商品磁体共有4类:20世纪30年代开发的铝-镍-钴永磁(AlNiCo);50年代初期开发的铁氧体磁体;60年代末开发的钐-钴磁体(Sm-Co),包括第一代稀土永磁-SmCo5和第二代稀土永磁-Sm2Co17;80年代初开发的稀土永磁钕铁硼(Nd-Fe-B)。而稀土永磁,特别是钕铁硼是磁性材料里最重要的一部分,在永磁材料中发展最快,平均以每年10%的速度增长。中国磁体产业在中国的出现远较西方发达国家晚,起始期是1969年到1987年之间。因为当时的稀土永磁钐钴磁体的高成本、国内市场的需求量少,所以到八十年代初还没有形成自己的磁体工业。1987~1996的十年是中国磁体产业开始发展的第一阶段,其特点是起点低:由于投资小,设备简陋,生产设备基本完全是国产的,经营理念落后,仍局限于小生产的模式。

1997~2002的五年是中国磁体产业发展的第二阶段,其特点是起点远高于前一阶段:投资强度大,引进一部分国外的先进技术设备,能够按先进的工艺路线组织生产,产品质量一般属中低档。2003年起,中国磁体产业的发展将进入第三阶段。企业建立的特点将是“三高”,即高起点、高投入、高回报:1)产品瞄准特定用途所需的高档磁体;投资规模巨大,引进整条先进生产线;2)按现代化管理的理念,组织集约式分段联营的大生产:磁体生产分为两段—母合金/粉料的生产和磁体制备,投资显著降低,效益则大为提高;3)按资本运作的规律运营,从而保证磁体产业较高的回报率。特别是有可能从国外引进最先进的或采用国产先进生产线,生产高档的磁体产品。

进入21世纪,发达国家的磁体生产由于成本过高,已难以为继,世界磁性材料行业纷纷向中国或第三世界地区转移,中国作为首选的国家。世界一些著名的磁性材料制造企业看好中国,如日本的TDK、FDK、EPSON、日立金属、住友特殊等,韩国的梨树、三和、磁化等,欧洲的PHILIPS、德国的VAC、EPCOS,美国的ARNORD、MAGNEQUENCH已经转移到中国。世界磁性材料生产向中国转移,增强了中国磁性材料工业的整体实力,提高生产技术,加速了中国成为世界磁性材料生产基地和销售市场的建设。

2.中国稀土永磁――钕铁硼的发展

某个国家或地区磁体产量约占全球总产量的一半时,即成为“全球磁体产业的中心”。二次世界大战前的欧洲,二次大战后的美国,70年代以后的日本均堪称当时“全球磁体产业的中心”。新世纪伊始,“全球磁体产业的中心”已转到中国。据统计,直到1999年,铁氧体磁体的产值始终占全球磁体总值的一半以上,堪称磁体市场的主题。2000年稀土磁体(NdFeB+SmCo)产值首次超过了铁氧体的,此趋势与日俱增。换言之,稀土磁体在21世纪将唱主角。代表当今磁体最高性能的NdFeB稀土永磁的80年代初问世时,正好赶上计算机产业的微型化,故该磁体立即成为制造诸如磁盘驱动器等计算机外设的关键材料。NdFeB更广泛用于各类音响/影像等消费电子器件中,90年代以来在全球迅速普及的移动通讯设备—手机也离不开NdFeB的重要贡献。

钕铁硼专利[1]

钕铁硼硬磁制造方法分为烧结和粘结两种,专利所有者分别为住友特殊金属株式会社(日本)和麦格昆磁(MQ)公司(美国)。同时MQI公司又是全球唯一的粘结钕铁硼原材料(磁粉)供应商。其在欧洲和日本的成分专利和生产制造工艺专利均已经失效,美国的专利在06年和07年分别失效。在中国制造、销售和使用钕铁硼磁体并不涉及任何专利问题,但是其产品不能出口到专利覆盖区,否则构成侵权。中国拥有住友与MQI覆盖全球的专利许可的烧结NdFeB磁体企业共五家:三环新材料高技术公司(三环),于1993年5月取得专利许可;北京京磁公司(BJMT),于2000年3月取得专利许可;银纳金科磁技术公司(THINOVA),于2000年9月取得专利许可;宁波韵升磁公司(韵升),于2001年3月取得专利许可;安泰科技股份有限公司(AT&M),于2003年3月继承了台湾海恩金属公司2000年5月取得的专利许可。这五家公司的烧结NdFeB磁体的生产能力将近10,000吨/年,五家公司中的三家是上市公司,即安泰科技、三环与韵升。

烧结钕铁硼

图1是全球及中国、日本、美国、欧洲烧结NdFeB磁体的总产量,其中2004年中国生产烧结NdFeB磁体27,510吨,毛坯46,1500吨。与2003年相比产量增长49%。而产量与产值存在的巨大差距正是中国稀土磁体产业面临的主要问题。改进产品性能,提高产品档次是解决此矛盾的唯一出路,就是说,要尽快消除存在于中国磁体产业与西方国家之间的技术差距[2]。

烧结NdFeB磁体在中国的用途可分为三类:

1.高技术领域的应用,诸如MRI,VCM,CD传感器,CD-ROM,DVD-ROM,手机,电池驱动工具,EB,EAV,EV。

2.传统用途,诸如扬声器,耳机,话筒等音响器件,磁选机/磁分离器,各类磁化器包括民用水脱垢器,油田用的脱腊器,酒厂用的陈化器等。

3.低档用途,诸如慈溪等地生产的磁性纽扣。图2是2003年中国烧结NdFeB磁体的用途分布情况。

中国烧结钕铁硼产地遍及11个省和京津地区(见图3)。浙江省的烧结NdFeB磁体生产发展最快,其产量占全国总量的47.1%。山西地区由于得天独厚的自然和低成本条件,目前已与沪杭地区、京津地区形成了中国三角鼎立的稀土永磁产业格局。山西烧结NdFeB磁体生产占全国产量的21.7%。京津地区的产量居第三位,占全国的11.7%。其余总量19.5%则散布在华东、华北、华中和西北等苏、冀、内蒙、鲁、豫、川、陕、甘、宁九省以及东北地区。众所周知,NdFeB对环境(温度、湿度)极为敏感,浙江产量虽大,但品质不高。一般而言,气候干燥的山西、甘肃、宁夏等地,用同样工艺设备生产磁体,其性能则优于南方的。当然,关键仍在于采用专门针对NdFeB的设备并按先进工艺进行磁体生产,才能稳定地批量生产高牌号磁体。濒临渤海的烟台首钢磁材公司,它引进先进设备大批量生产顶级烧结NdFeB磁体,就是一例。

2004年国内烧结钕铁硼行业热情空前高涨,新增生产能力大幅提高,中科三环公司通过长期努力,第一次进入到为日本、欧洲等发达国家磁材企业所垄断的钕铁硼高端应用领域――计算机硬盘驱动器音圈电机(VCM)应用市场;在另外的一个高端应用领域――汽车应用领域方面,中科三环的钕铁硼磁体也成功应用在点火线圈、电动助力转向、气囊传感器等汽车零部件中,同时还进入了核磁共振成像仪领域。对于上述几个稀土永磁高端应用市场的进入,标志着中国的稀土永磁产品结束了大部分只局限于中低端应用市场的不利局面,真正开始与日、欧发达国家磁材巨头争夺高端应用市场。

粘结钕铁硼

在激烈的市场竞争中,在粘结钕铁硼方面,美国和欧洲的生产企业基本退出了该行业,到2003年只剩下一两家生产粘结NdFeB的制造厂了,2004年美国和西欧的永磁材料产量只占全球的10%之内。因此在该行业中,全球的生产能力大部分集中在日本企业[3]。其中有代表性的两家企业,一家是精工爱普生,他们的磁材生产已经全部转到中国上海爱普生磁性器材有限公司了;另一家大的粘结磁体企业-日本大同公司。在计算机硬盘驱动器(HDD)的主轴电机应用方面,大同和上海爱普生两家企业就占据了整个市场份额的90%以上。2002年底,中科三环参股了上海爱普生磁性器件有限公司,2004年3月进一步扩大股权,目前中科三环已持有该公司的70%股权,成为其第一大股东。安泰科技2003年3月收购了海恩公司,其深圳的爱恩美格也是一个技术水平很高的粘结磁体工厂,加上国内成长起来的成都银河,粘结磁体企业除日本的大同外,其余产能基本分布在中国。图4是日本粘结协会统计的有关资料,从图中可以看到这种优势。从2001年开始,中国粘结钕铁硼的优势逐渐显露出来,2002年后中国远远超过了日本,处于了第一位。粘结钕铁硼磁体1996年全球产量为1320顿,中国的产量仅为50吨;2000年全球粘结钕铁硼产量达到3550吨,中国的产量为620吨,虽然占世界总产量的比例仅为20%,但年平均增长率去达到了60%,有了长足的发展。据最新统计,2004年中国粘结钕铁硼磁体产量达到了1350吨。

尽管中国已经是生成粘结钕铁硼永磁的第一大国,但只是占原材料和人工成本的优势,由于设备、生产技术以及管理能力有限,只能生产一些中低档的产品,像HDD这类高档和高利润产品仍由日本企业掌控,所以在中国出现生产量增加很快,产值特别是利润的增长却不成比例。粘结钕铁硼磁体产业在我国的规模还小,还有很大的发展空间。估计年递增速率在20%以上。到2005年,我国粘结钕铁硼磁体年产量将达到2000吨左右。全球对粘结稀土永磁需求的增长幅度不是很大,其主要原因是由于粘结钕铁硼永磁的主题市场是IT行业密切相关的各种微型马达,IT行业的不景气直接影响对粘结钕铁硼永磁的需求[3]。

3中国新型稀土永磁材料的研究开发现状[4]

在新型稀土永磁材料研究方面,我国科学家无时不出现于国际前沿。在ThMn12结构金属间化合物研究方面,我国是最早开展这方面研究的国家之一,在结构与磁性,超精细相互化合物方面,我国最早报道了RF11TiNy的研究成果,开辟了ThMn12结构间隙化合物研究领域;在Nd3(Fe,Ti)29新相研究方面,我国科学家首先发现了Sm3(Fe,Ti)29单相化合物及其氮化物,并研究了它的磁性。近年来,利用快淬工艺制备各向异性稀土永磁材料方面做了一些探索。最近,中国科学院物理所利用快淬工艺成功的合成出具有高磁能积的磁各向异性Sm-Co稀土永磁材料,其室温磁性能可达18.2MGOe,剩磁比为0.9,并且通过球磨后制备的粘结磁体仍旧保持各向异性,具有高的磁能积。同时发现碳元素能够控制易磁化轴在快淬带中的织构方向并细化晶粒可进一步提高其硬磁性能。

北京大学,研制成功了具有自主知识产权的ThMn12结构氮化物稀土永磁材料[5]。目前,已开发出磁能积为15~20MGOe左右的R(Fe,M)12Ny(R=Pr,Nd;M=Mo,Ti,V)间隙化合物稀土永磁材料,已建成年生产能力100吨的中试生产线,进行产业化推广[6]。2004年10月,深圳北大双极高科技股份有限公司与深圳中核集团公司签约,合作建立新型稀土永磁材料基地,将根据市场发展需要,拟在深圳建设年产1000吨钕铁氮磁粉的产业化示范生产线。此签约项目涉及3.5亿元的巨大数额。该磁粉在质量上和性能上居世界领先地位,这项成果是把基础研究成果转化为现实生产力的成功典范。目前,国内外一些知名企业正在利用钕铁氮制造磁体产品。该项目得到了国家发改委、科技部、教育部和北京市科委的立项支持。

钢铁研究总院,开展了高使用温度稀土永磁材料的制作技术和工艺的研究,进一步研究不同材料的阶段性热处理退火工艺、胞相和胞状结构与温度磁性能的关系。获得Sm2Co17高温磁体的性能450℃时(BH)max≥9MGOe,Hic≥7.9kOe。

上海大学材料研究所申请并承担各向异性钕铁硼磁体的国家自然基金、上海科委和教委纳米专项等多项课题,进行粘结各向异性钕铁氮复合磁体研究开发。北京科技大学利用HDDR(hydrogendisproportionationdesorptionrecombination)工艺也进行了开发各向异性钕铁硼粘结磁体的研究。

近来有一些国外磁体专用设备厂家联合推出,按最佳工艺路线配套的一条全封闭、全自动化的完整生产线:原料从生产线的一端投入,在另一端出来的已是磁体最终产品,包括磁体的涂层。设备厂商能保证磁体产品极低的氧含量(O2≤1000ppm)和极高的磁能积((BH)max=52MGOe))。据了解,如此先进而完备的生产线在西方国家尚不存在。更为重要的是,此生产线的报价远低于单机报价的总和!报价不仅包括设备硬件,也包括技术软件。换言之,设备厂家不仅提供成套设备,更保证用户能生产出最高牌号的稀土磁体!

值得一提的是,国内磁体专家有感于国内生产设备与国外的差距,经数年的潜心钻研与实践,终于在2003年中研制出一整套具有中国特色的烧结NdFeB磁体生产线,并付诸实施。用它可稳定生产高挡NdFeB磁体,整条年产300吨烧结NdFeB磁体生产线的价格仅是国外相应设备的1/4~1/6。此生产线的涂层完全摈弃了导致磁体氢化的电镀,而采用无污染的Dacro技术,耐蚀性良好,成本低廉。近年来,我国的稀土永磁的生产装备也有了长足的发展。特别是在满足一些新的生产工艺方面的装备有了突破。例如国产速凝薄片炉和氢破碎炉已在一些磁体生产厂使用。一些国外发达国家的永磁设备制造商也瞄准了中国这块宝地,纷纷在中国设立生产基地,同样给我国的永磁设备制造商带来了机遇和挑战。2004年9月,沈阳中北真空技术产业开发区兴建国内先进的真空炉生产基地,引进世界最先进的液晶显示、等离子真空热处理技术,这必将对我国烧结钕铁硼的生产技术水平的提高产生积极的影响。

4中国磁体产业发展思路和前景预测

跨入21世纪,中国的磁性材料产业得到了进一步发展,年增长超过20%[7]。初步统计,2004年中国烧结铁氧体[8]达到350,000吨(占全球总量的51%),粘结铁氧体50,000吨(占全球总量的32%);烧结钕铁硼永磁[9]达到27,510吨(占全球总量的81%),粘结钕铁硼永磁[10]达到1350吨(占全球总量的35%);铸造磁体3,500吨(占全球总量的56%)[11]。世界磁性材料生产向中国转移,增强了中国磁性材料工业的整体实力,提高了生产技术,加速了中国成为世界磁性材料生产基地和销售市场的建设。

稀土永磁的发展和前景

作为朝阳产业,稀土永磁产业是磁性材料产业的重中之重,其新的应用成长点在不断涌现,特别是信息产业为代表的知识经济的发展,给稀土永磁等功能材料不断带来新的用途。除了在计算机、打印机、移动电话、家用电器、医疗设备等方面的广泛应用外,汽车中的发电机、电动机和音响系统的应用已经开始,这将极大的带动钕铁硼产业的发展。由于我国丰富的稀土资源,较低的人工成本和广阔的市场,从而在未来的五年至十年内,国外的钕铁硼制造业继续逐步向中国转移的态势势不可挡,中国必将吸引大量国外先进的钕铁硼永磁材料制造商,比如美、日、欧等国家、地区的企业进入,一方面会对中国稀土永磁企业带来挑战,另一方面也会将先进的技术、管理经验带入中国,从而进一步推动中国稀土永磁产业的发展。“十五”期间,我国钕铁硼磁体的总产量超过了5万吨,烧结钕铁硼磁体产业会保持继续增长的势头,年增长率仍会保持在20~30%以上,粘结钕铁硼磁体产业在我国的规模还小,还有很大的发展空间。预计到2005年,我国烧结钕铁硼磁体年产量将达到3万吨左右,粘结钕铁硼磁体年产量将达到2000吨左右。预计到2010年,我国烧结钕铁硼磁体产量将达到7万吨,占全球产量的75%;粘结钕铁硼磁体产量将达到1万吨,占全球产量的50%。中国磁性材料行业的大发展“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[12]。

(1)家电领域。中国电视行业预测到2010年,中国彩电总量达到1亿台,占世界产量的63%。据此估计,全球需要软磁铁氧体6万吨,永磁铁氧体8万吨。

(2)信息化领域。电脑的普及带动了相关外置设备的发展,尤其是硬盘驱动器(HDD),预计到2010年全球产量超过5亿只;DVD、DVD-ROM和刻录机,到2010年全球的产量超过10亿。这是钕铁硼磁体应用的大市场,全球需要量在2万吨。

(3)汽车领域。汽车已经成为中国国民经济发展的第五大支柱工业,到2010年,中国的汽车产量达到1000万辆,如每辆汽车用电机数在30只,扬声器在5只,将需要永磁体10万余吨。由于能源的紧张和环保要求,电动汽车的开发在加速,预测到2010年全球产量在350万辆,需要钕铁硼磁体4200吨。

(4)其他配套领域。由于世界各类磁体配套件市场向中国转移,例如电动自行车的需求量越来越大。据中国助力车专业委员会不完全统计,2004年中国电动自行车产量约达500万辆。以每辆电动自行车平均需要0.3公斤烧结钕铁硼计算,需用磁体1500吨(折合毛坯近2500吨);由于国外劳动力成本等因素,加上中国磁体价廉物美,一些涉及劳动密集型的行业,如电子变压器、电机、电感、电声,均转移到中国或第三世界国家,同时磁体的销售市场也在中国。

结语

中国磁性材料行业要从大国向强国转变,就要加速行业内的规模经济建设,发展强强联合,要有若干个年销售收入达到100亿的企业。中国企业必须要走出国门,收购或合资国外企业,建立跨国公司,树立国际名牌。中国企业必须投入应用开发领域,配合整机开发磁性材料配套部件和组件,到2010年全行业争取达到产值400亿人民币.

我国的磁性材料产业需要通过技术创新,继续加强稀土永磁材料的探索、加强高档稀土永磁材料的开发,使我国稀土永磁材料能保持持续发展。从整体上看中国磁性材料技术水平接近国际水平,但没有自已的知识产权和创新的产品。重点扶植中国专利产品,如钕铁氮磁体,但必须要全行业和相关的配套行业一起合作。同时还有产业的结构调整,中国的磁性材料企业一定要有自己特色的产品,在某一方面(价格、质量、市场占有率)领先全行业,使国内外其他企业无法竞争。中国的磁性材料产品特点要低价优质,才能参于国际竞争。我国的磁性材料企业,加强自身的整合,不断提高管理和技术水平,通过与国外先进磁性材料企业加强合作,互助互利,使磁性材料产业更好的扎根于中国,使中国的磁性材料产业更好的服务于全球。

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磁性范文篇6

关键词:磁性液体;应用;制造;超声波

CharacterandApplicationsofMagnetsLiquids

Abstract:Inthispaper,theapplicationsandcharacteristicofmagnetsliquidisalsogiven.

Keywords:magnetsliquids;applications;manufacture;ultrasonicwave

1引言

磁性液体最初是1965年美国宇航局为了解决太空服头盔转动密封的技术难题而率先研制成功的。宇航员进入太空所穿宇航服的一个关键部位--颈部,必须用液体磁性材料制作。颈部是宇航帽与宇航服连接之处,既要让宇航员的头部能够自由转动,又要密封度高。如果密封不够,宇航服里的氧气泄漏,宇航员生命受到威胁。这个连接部位,若用固体物质显然太硬,而一般液体物质密度不够,惟有液体的纳米磁性材料符合要求。

所谓磁性液体(MagneticLiquids),并非是指液态的磁性材料(物质处于液态的温度都高于其居里温度,所以还没有液态的磁性材料),而是把用表面活性剂处理过的纳米级超细磁性微粒高度分散于基液中形成的一种均匀胶体溶液。该溶液在重力和磁场作用下也不会出现凝聚和沉淀现象,具有固体的磁性和液体的流动性,因此具有许多独特的性质,在、仪表、机械、化工、环境、医疗等行业领域都具有独特而广泛的应用。根据用途不同,可以选用不同基液的产品。

2磁性液体的分类

磁性液体按材料、超微粒的制作、分散等不同,分为以下几类:

(1)铁氧体型磁性液体主要以金属氧化物作为磁性微粒,以水、碳氢化合物、矿物油、精制油、二酯基液、透平油氟醚油等为基液。

(2)金属型磁性液体以金属或合金作为微粒,按基液的不同分为非导体型和导体型。非导体型金属磁液一般以甲苯或煤油为基液,导体型则以非磁性金属膜(或合金膜)去覆盖磁性金属微粒。

(3)复合型磁性液体他是以普通磁性液体和非磁性微粒复合形成的一种新型磁性液体。

3磁性液体的性质

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0,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,使磁性液体具有其他流体所没有的、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。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。

4磁性液体的制作方法

(1)获得磁性液体的基本条件

①颗粒尺寸应小于某一临界尺寸,该临界尺寸在10nm以下。

②颗粒在溶剂中应达到一定的表面活性化要求,从而即使在范德瓦尔斯等各种能量的作用下,也不发生凝聚。

(2)磁性液体的制作工艺

以磁性氧化物超微粒子的制作工艺为例

磁性氧化物化学稳定,容易制成粉末,用途广泛。磁性液体用氧化物的粒径绝大多数应分布在10nm以下。一般是以磁铁矿等铁氧体氧化物为主体,由金属盐类水溶液通过共沉淀法制成纳米级超微粒。以磁铁矿(Fe2O3·2Fe3O4)为例,就是在Fe2+和Fe3+的浓度比为1∶2的铁盐溶液中加入碱溶液,例如NaOH溶液,使其析出Fe2O3·2Fe3O4。在反应过程中,通过调整溶液温度、铁盐浓度、碱的中和过剩量、反应时间等,可以对颗粒尺寸进行控制。

此外,下述方法也可获得氧化物超微颗粒:

①将固相反应得到的铁氧体在含有表面活性剂的油中进行长时间的球磨。

②使铁氧体构成金属的醇盐,并把他溶于乙醇等溶剂中,加水分解获得。

③利用等离子体、弧光等使金属蒸发,在含有适量氧的稀薄气体中凝聚获得

5磁性液体的应用

(1)磁性液体原被称为“磁流体”,也有称为“磁液”的。磁性液体应用最广泛的是磁性密封技术,尤其在要求真空、防尘、或封气体等特殊环境中的动态密封最为适用。在高保真扬声器、电机阻尼、磁性传感器等方面磁性液体均具有独特的应用。

磁性液体密封原理磁性液体旋转轴动密封是一种非接触式密封(即动件和静件没有直接接触),其工作原理是:由环状永磁体,导磁极靴和导磁转轴构成闭合磁路,利用永磁体中的磁能,在转轴与极靴极齿顶端的齿形间隙中产生强弱相间的非均匀磁场,将磁性液体紧紧吸住,形成磁性液体“O”型密封环,把间隙堵死,从而达到密封的目的。如图1和图2所示。

主要特点:

①无磨损,因为磁性液体具有液体的性质,并且由于基液具有润滑性,所以还可起润滑作用。

②密封度好,用于真空时可以达10~5Pa。

③无泄漏。

(2)磁性液体真空密封连接器是一种能够在2个相对封闭的空间内提供相互的可靠旋转连接的装置。全系列的设计使其在多种场合得到广泛应用,例如单晶硅炉、各类镀膜设备、气相沉积、液晶再生、半导体刻蚀系统等超高真空系统和设备。如图3所示。磁性液体真空密封连接器组件根据各类常用真空设备使用的真空旋转轴连接器技术参数设计制造,可直接替代相应的真空密封连接器使用,基本不需对原设备进行改造。

(3)磁性微粉是各类磁性器件的主要原料,通讯,信息等的使诸如电感等磁性器件向超微化方向发展,因而对磁性微粉这类材料的需求更为严格。

Fe3O4是使用极广泛的磁性材料,如图4所示,近年的对其在磁性纪录等方面取得了不少突破,其纳米化产品效能如吸波效应、催化作用等,人们也正在进行大量的试验,应用前景十分广阔。

主要技术指标:

平均粒径:10~30nm晶型:γ形

(4)磁性液体阻尼器,磁性液体的表观性质在磁场作用下会发生较大的改变,例如密度、粘滞性等,因为磁场的作用,磁性液体可以定位在一定区域内,磁性液体这些和磁性有关的独特性质,可以利用磁性液体制作高性能的阻尼器件。他是由一个非磁性的惯性块、一个安装了磁性体的轮圈以及一定量的磁性液体组成。其基本原理就是在轮圈与非磁性惯性块的间隙中注入磁性液体,利用磁性体的强力磁场作用,使磁性液体在非磁性惯性块和磁性体之间形成一层磁性液体层,从而使该非磁性惯性块悬浮在磁性液体层上。这样就使磁性液体既具有了液体滑动轴承的功效,又由于磁场的作用而无泄漏之忧。同时磁性液体的粘性作用又产生了最佳的阻尼效果。在实际应用时将轮圈与步进电机的转轴固定,当电机加速或减速时,由于非磁性惯性块的惯性作用使其稳定时间大幅度地缩短,同样也可抑制电机在其共振频域的振幅。当电机匀速转动时,由于轮圈和非磁性块是同时回转的,因此几乎没有能量损失。

(5)磁性液体轴承电机,现代硬盘技术的飞速发展,硬盘转速的提高对电机性能提出了更高的要求,目前,希捷等专业硬盘厂商已经在其主流产品使用了磁性液体轴承电机来满足硬盘驱动器高转速、高稳定、低噪音的要求。

磁性液体轴承是利用被磁场固定在电机转轴部位的磁性液体,旋转时形成的液体膜使电机转轴悬浮并自动定中,电机运转时,电机轴与电机其他部件没有直接接触,这样电机工作时的磨损小、噪音低,如使用了SoftSonicTMFDB(流体轴承)的SeagateBarracuda(r)ATAIV,其声强仅为20dB,并且还是现在市场主流硬盘内部数据传输率最高的产品。

磁性液体轴承电机可以应用在多种需要高速稳定运转的场合,例如激光打印机,转速可以达到10000~30000rpm,噪音仅35dB左右。

6结语

此外,磁性液体还广泛应用于电声器件、选矿、废液处理、热交换、磁回路传热器、生物磁等方面,随着对磁性液体理化性质的深入认识,以及对超微磁性粒子、稳定剂和载液的深入研究,稳定性更好、性能更高的实用化磁流体将不断出现,并将在更多领域发挥重要作用。

参考文献

[1]周文运.永磁铁氧体和磁性液体设计工艺[M].成都:大学出版社,1991.

[2]梁志华,裴宁,邓朝阳.磁流体密封技术应用的现状与展望[J].润滑与密封,2000,(1).

磁性范文篇7

关键词:磁性液体;应用;制造;超声波

CharacterandApplicationsofMagnetsLiquids

Abstract:Inthispaper,theapplicationsandcharacteristicofmagnetsliquidisalsogiven.

Keywords:magnetsliquids;applications;manufacture;ultrasonicwave

1引言

磁性液体最初是1965年美国宇航局为了解决太空服头盔转动密封的技术难题而率先研制成功的。宇航员进入太空所穿宇航服的一个关键部位--颈部,必须用液体磁性材料制作。颈部是宇航帽与宇航服连接之处,既要让宇航员的头部能够自由转动,又要密封度高。如果密封不够,宇航服里的氧气泄漏,宇航员生命受到威胁。这个连接部位,若用固体物质显然太硬,而一般液体物质密度不够,惟有液体的纳米磁性材料符合要求。

所谓磁性液体(MagneticLiquids),并非是指液态的磁性材料(物质处于液态的温度都高于其居里温度,所以目前还没有液态的磁性材料),而是把用表面活性剂处理过的纳米级超细磁性微粒高度分散于基液中形成的一种均匀胶体溶液。该溶液在重力和磁场作用下也不会出现凝聚和沉淀现象,具有固体的磁性和液体的流动性,因此具有许多独特的性质,在电子、仪表、机械、化工、环境、医疗等行业领域都具有独特而广泛的应用。根据用途不同,可以选用不同基液的产品。

2磁性液体的分类

磁性液体按材料、超微粒的制作、分散方法等不同,分为以下几类:

(1)铁氧体型磁性液体主要以金属氧化物作为磁性微粒,以水、碳氢化合物、矿物油、精制油、二酯基液、透平油氟醚油等为基液。

(2)金属型磁性液体以金属或合金作为微粒,按基液的不同分为非导体型和导体型。非导体型金属磁液一般以甲苯或煤油为基液,导体型则以非磁性金属膜(或合金膜)去覆盖磁性金属微粒。

(3)复合型磁性液体他是以普通磁性液体和非磁性微粒复合形成的一种新型磁性液体。

3磁性液体的性质

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0,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,使磁性液体具有其他流体所没有的、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。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。

4磁性液体的制作方法

(1)获得磁性液体的基本条件

①颗粒尺寸应小于某一临界尺寸,该临界尺寸在10nm以下。

②颗粒在溶剂中应达到一定的表面活性化要求,从而即使在范德瓦尔斯等各种能量的作用下,也不发生凝聚。

(2)磁性液体的制作工艺

以磁性氧化物超微粒子的制作工艺为例

磁性氧化物化学稳定,容易制成粉末,用途广泛。磁性液体用氧化物的粒径绝大多数应分布在10nm以下。一般是以磁铁矿等铁氧体氧化物为主体,由金属盐类水溶液通过共沉淀法制成纳米级超微粒。以磁铁矿(Fe2O3·2Fe3O4)为例,就是在Fe2+和Fe3+的浓度比为1∶2的铁盐溶液中加入碱溶液,例如NaOH溶液,使其析出Fe2O3·2Fe3O4。在反应过程中,通过调整溶液温度、铁盐浓度、碱的中和过剩量、反应时间等,可以对颗粒尺寸进行控制。

此外,下述方法也可获得氧化物超微颗粒:

①将固相反应得到的铁氧体在含有表面活性剂的油中进行长时间的球磨。

②使铁氧体构成金属的醇盐,并把他溶于乙醇等溶剂中,加水分解获得。

③利用等离子体、弧光等使金属蒸发,在含有适量氧的稀薄气体中凝聚获得

5磁性液体的应用

(1)磁性液体原被称为“磁流体”,也有称为“磁液”的。磁性液体应用最广泛的是磁性密封技术,尤其在要求真空、防尘、或封气体等特殊环境中的动态密封最为适用。在高保真扬声器、电机阻尼、磁性传感器等方面磁性液体均具有独特的应用。

磁性液体密封原理磁性液体旋转轴动密封是一种非接触式密封(即动件和静件没有直接接触),其工作原理是:由环状永磁体,导磁极靴和导磁转轴构成闭合磁路,利用永磁体中的磁能,在转轴与极靴极齿顶端的齿形间隙中产生强弱相间的非均匀磁场,将磁性液体紧紧吸住,形成磁性液体“O”型密封环,把间隙堵死,从而达到密封的目的。如图1和图2所示。

主要特点:

①无磨损,因为磁性液体具有液体的性质,并且由于基液具有润滑性,所以还可起润滑作用。

②密封度好,用于真空时可以达10~5Pa。

③无泄漏。

(2)磁性液体真空密封连接器是一种能够在2个相对封闭的空间内提供相互的可靠旋转连接的装置。全系列的设计使其在多种场合得到广泛应用,例如单晶硅炉、各类镀膜设备、气相沉积、液晶再生、半导体刻蚀系统等超高真空系统和设备。如图3所示。磁性液体真空密封连接器组件根据各类常用真空设备使用的真空旋转轴连接器技术参数设计制造,可直接替代相应的真空密封连接器使用,基本不需对原设备进行改造。

(3)磁性微粉是各类磁性器件的主要原料,现代通讯,信息等的发展使诸如电感等磁性器件向超微化方向发展,因而对磁性微粉这类材料的需求更为严格。

Fe3O4是目前使用极广泛的磁性材料,如图4所示,近年的研究对其在磁性纪录等方面应用取得了不少突破,其纳米化产品效能如吸波效应、催化作用等,人们也正在进行大量的试验,应用前景十分广阔。

主要技术指标:

平均粒径:10~30nm晶型:γ形

(4)磁性液体阻尼器,磁性液体的表观性质在磁场作用下会发生较大的改变,例如密度、粘滞性等,因为磁场的作用,磁性液体可以定位在一定区域内,磁性液体这些和磁性有关的独特性质,可以利用磁性液体制作高性能的阻尼器件。他是由一个非磁性的惯性块、一个安装了磁性体的轮圈以及一定量的磁性液体组成。其基本原理就是在轮圈与非磁性惯性块的间隙中注入磁性液体,利用磁性体的强力磁场作用,使磁性液体在非磁性惯性块和磁性体之间形成一层磁性液体层,从而使该非磁性惯性块悬浮在磁性液体层上。这样就使磁性液体既具有了液体滑动轴承的功效,又由于磁场的作用而无泄漏之忧。同时磁性液体的粘性作用又产生了最佳的阻尼效果。在实际应用时将轮圈与步进电机的转轴固定,当电机加速或减速时,由于非磁性惯性块的惯性作用使其稳定时间大幅度地缩短,同样也可抑制电机在其共振频域的振幅。当电机匀速转动时,由于轮圈和非磁性块是同时回转的,因此几乎没有能量损失。

(5)磁性液体轴承电机,现代硬盘技术的飞速发展,硬盘转速的提高对电机性能提出了更高的要求,目前,希捷等专业硬盘厂商已经在其主流产品使用了磁性液体轴承电机来满足硬盘驱动器高转速、高稳定、低噪音的要求。

磁性液体轴承是利用被磁场固定在电机转轴部位的磁性液体,旋转时形成的液体膜使电机转轴悬浮并自动定中,电机运转时,电机轴与电机其他部件没有直接接触,这样电机工作时的磨损小、噪音低,如使用了SoftSonicTMFDB(流体轴承)的SeagateBarracuda(r)ATAIV,其声强仅为20dB,并且还是现在市场主流硬盘内部数据传输率最高的产品。

磁性液体轴承电机可以应用在多种需要高速稳定运转的场合,例如激光打印机,转速可以达到10000~30000rpm,噪音仅35dB左右。

6结语

此外,磁性液体还广泛应用于电声器件、选矿、工业废液处理、热交换、磁回路传热器、生物磁等方面,随着对磁性液体理化性质的深入认识,以及对超微磁性粒子、稳定剂和载液的深入研究,稳定性更好、性能更高的实用化磁流体将不断出现,并将在更多领域发挥重要作用。

参考文献

[1]周文运.永磁铁氧体和磁性液体设计工艺[M].成都:电子科技大学出版社,1991.

[2]梁志华,裴宁,邓朝阳.磁流体密封技术应用的现状与展望[J].润滑与密封,2000,(1).

磁性范文篇8

关键词:磁性病区;项目管理;产科;实践

护理短缺是许多国家面临的一个重要问题。护士流动率高是造成护士短缺的原因,工作不满意、离职意愿和精疲力竭被认为是护士流动的一些预测因素。证据表明,护士的工作环境影响护士的工作不满、离职意愿和工作倦怠。自1994年以来,美国护士资格认证中心已认可通过磁铁认证计划提供卓越护理证据的医院,并将其称之为磁性医院[1-3]。随着磁性医院的流行,磁性管理这一概念在部分发达国家也随之开展[4]。产科是临床医学四大主要学科之一,产科护士通常面临工作时间长、工作压力大、人手短缺等问题,既需要有效的管理措施以改善护士的心理压力,提升产妇的护理质量。为此,以医院产科护士为研究对象,旨在探讨磁性病区项目管理在产科管理中的实践效果。

1资料与方法

1.1一般资料。医院于2018年在产科管理中实施磁性病区项目管理策略,设为实施后,2017年设为实施前。研究期间共有25名产科护士,年龄为22~30岁,均为女性,排除跨科室工作者。研究期间护士无显著变化(P>0.05),结果具有可比性。1.2方法。磁性病区项目管理方案:按照病区床位对护士进行分组,要求不同层级的护士独立管床,风险度高、护理难度大的病区应由高年资护士负责,相对低风险的病区由低年资护士负责,实施能级辐射管理,且高年资护士对低年资护士进行监督与指导。成立专门的护理质控小组,由产科护士长担任组长,带领小组其他成员负责产科病区护理质量的管理,要求小组成员具有高度的责任心,高年资护士,产科护理经验丰富,各项护理操作计数娴熟。按照各病区的工作重点,设计相应质控检查表,护理质控小组成员每周完成一次检查,并在表格中仔细填写检查记录,主要记录内容有本周护理过程中存在的问题、相应解决方案及责任人等。每日交班时进行工作的反馈,周五下班前及月末进行组内质控讨论。此外,对原有的绩效考核制度与方案进行改革,考核范围增加护士负责的产妇数、产妇疾病严重风度、风险度、冲突处理方式、团队合作情况,护士节假日、晚夜值班情况,重点工作担任次数、护士专业技能,以及医生、产妇对护士的满意度等。1.3观察指标。①采用护士职业倦怠量表(NursingBurnoutScale,NBS),评估磁性病区项目管理实施前后护士的职业倦怠情况。②比较磁性病区项目管理实施前后,护士自我效能评分及医生满意度、产妇满意度。③统计并比较磁性病区项目管理实施前后产妇不良事件发生情况。1.4统计学方法。选择SPSS20.0统计学软件进行数据处理,计量资料采用(χ±s)表示,比较采用t检验,计数资料采用%表示,组间比较采用χ2分析,P<0.05表示差异存在统计学意义。

2结果

2.1实施前后护士NBS评分比较。结果显示,磁性病区项目管理实施后,护士在工作环境、倦怠、坚强人格、应对、倦怠结局等维度NBS评分,均显著低于实施前(P<0.05)。见表1。2.2实施前后的管理效果比较。结果显示,磁性病区项目管理实施后,护士自我效能评分、医生满意度评分及产妇满意度评分,均显著高于实施前(P<0.05)。见表2。2.3实施前后产妇不良事件发生情况比较。结果显示,磁性病区项目管理实施后,产妇不良事件发生率显著低于实施前(P<0.05)。见表3。3讨论医院护理质量的缺陷在所有国家都很常见。改善医院工作环境可能是一个相对较低的成本策略,以提高医院护理的安全性和质量,并提高产妇的满意度,改善护理结果及产妇结果。医院是否具有良好护理组织,如改进的护士人员配备和工作环境,会影响产妇护理效果和护士队伍的稳定。产科护士工作任务重,可能会导致工作不满意、离职意愿升高。有效的病区项目管理可以作为在医疗保健系统中留住护士的一种策略,这也给政策制定者和卫生管理人员的协调行动能力提供了不小的考验。磁性医院是指在护士严重短缺的状况下,仍然能像磁铁一样吸引护士加入,提供优质的护理服务的医院[5,6]。目前,美国有近400家磁性医院,约占急性护理设施的7%。磁性医院的特征大致分为五类:转型领导,结构授权,模范专业实践,新知识、创新与改进,以及经验结果。通过最近纳入流行的医院评级系统,如《美国新闻》和《世界报道》的最佳医院,磁性品理念正变得越来越为公众所熟知。越来越多的研究表明磁性管理和产妇与护士更好的结果之间有联系[7-10]:第一项将磁性状态与产妇结果联系起来的研究于1994年在医疗保健上发表,这项研究最近得到了重复和扩展,均提示在磁性医院接受治疗的产妇在手术后的死亡率,比在非磁铁医院接受治疗的产妇低。其他研究也记录了磁性医院在跌倒、创伤后死亡率、极低出生体重婴儿的结局和产妇满意度方面的优越产妇结局。与非磁性设施相比,磁性最初因其吸引和留住护士的能力而被确定,磁性管理始终显示出较低水平的护士倦怠、工作不满和离职意愿。

磁性范文篇9

1中国磁体产业的发展历程

目前,全球的经济已进入了一个信息时代,作为一种功能材料,磁性材料所占的地位越来越重要。当前主要的商品磁体共有4类:20世纪30年代开发的铝-镍-钴永磁(AlNiCo);50年代初期开发的铁氧体磁体;60年代末开发的钐-钴磁体(Sm-Co),包括第一代稀土永磁-SmCo5和第二代稀土永磁-Sm2Co17;80年代初开发的稀土永磁钕铁硼(Nd-Fe-B)。而稀土永磁,特别是钕铁硼是磁性材料里最重要的一部分,在永磁材料中发展最快,平均以每年10%的速度增长。中国磁体产业在中国的出现远较西方发达国家晚,起始期是1969年到1987年之间。因为当时的稀土永磁钐钴磁体的高成本、国内市场的需求量少,所以到八十年代初还没有形成自己的磁体工业。1987~1996的十年是中国磁体产业开始发展的第一阶段,其特点是起点低:由于投资小,设备简陋,生产设备基本完全是国产的,经营理念落后,仍局限于小生产的模式。

1997~2002的五年是中国磁体产业发展的第二阶段,其特点是起点远高于前一阶段:投资强度大,引进一部分国外的先进技术设备,能够按先进的工艺路线组织生产,产品质量一般属中低档。2003年起,中国磁体产业的发展将进入第三阶段。企业建立的特点将是“三高”,即高起点、高投入、高回报:1)产品瞄准特定用途所需的高档磁体;投资规模巨大,引进整条先进生产线;2)按现代化管理的理念,组织集约式分段联营的大生产:磁体生产分为两段—母合金/粉料的生产和磁体制备,投资显著降低,效益则大为提高;3)按资本运作的规律运营,从而保证磁体产业较高的回报率。特别是有可能从国外引进最先进的或采用国产先进生产线,生产高档的磁体产品。

进入21世纪,发达国家的磁体生产由于成本过高,已难以为继,世界磁性材料行业纷纷向中国或第三世界地区转移,中国作为首选的国家。世界一些著名的磁性材料制造企业看好中国,如日本的TDK、FDK、EPSON、日立金属、住友特殊等,韩国的梨树、三和、磁化等,欧洲的PHILIPS、德国的VAC、EPCOS,美国的ARNORD、MAGNEQUENCH已经转移到中国。世界磁性材料生产向中国转移,增强了中国磁性材料工业的整体实力,提高生产技术,加速了中国成为世界磁性材料生产基地和销售市场的建设。

2.中国稀土永磁――钕铁硼的发展

某个国家或地区磁体产量约占全球总产量的一半时,即成为“全球磁体产业的中心”。二次世界大战前的欧洲,二次大战后的美国,70年代以后的日本均堪称当时“全球磁体产业的中心”。新世纪伊始,“全球磁体产业的中心”已转到中国。据统计,直到1999年,铁氧体磁体的产值始终占全球磁体总值的一半以上,堪称磁体市场的主题。2000年稀土磁体(NdFeB+SmCo)产值首次超过了铁氧体的,此趋势与日俱增。换言之,稀土磁体在21世纪将唱主角。代表当今磁体最高性能的NdFeB稀土永磁的80年代初问世时,正好赶上计算机产业的微型化,故该磁体立即成为制造诸如磁盘驱动器等计算机外设的关键材料。NdFeB更广泛用于各类音响/影像等消费电子器件中,90年代以来在全球迅速普及的移动通讯设备—手机也离不开NdFeB的重要贡献。

钕铁硼专利[1]

钕铁硼硬磁制造方法分为烧结和粘结两种,专利所有者分别为住友特殊金属株式会社(日本)和麦格昆磁(MQ)公司(美国)。同时MQI公司又是全球唯一的粘结钕铁硼原材料(磁粉)供应商。其在欧洲和日本的成分专利和生产制造工艺专利均已经失效,美国的专利在06年和07年分别失效。在中国制造、销售和使用钕铁硼磁体并不涉及任何专利问题,但是其产品不能出口到专利覆盖区,否则构成侵权。中国拥有住友与MQI覆盖全球的专利许可的烧结NdFeB磁体企业共五家:三环新材料高技术公司(三环),于1993年5月取得专利许可;北京京磁公司(BJMT),于2000年3月取得专利许可;银纳金科磁技术公司(THINOVA),于2000年9月取得专利许可;宁波韵升磁公司(韵升),于2001年3月取得专利许可;安泰科技股份有限公司(AT&M),于2003年3月继承了台湾海恩金属公司2000年5月取得的专利许可。这五家公司的烧结NdFeB磁体的生产能力将近10,000吨/年,五家公司中的三家是上市公司,即安泰科技、三环与韵升。

烧结钕铁硼

图1是全球及中国、日本、美国、欧洲烧结NdFeB磁体的总产量,其中2004年中国生产烧结NdFeB磁体27,510吨,毛坯46,1500吨。与2003年相比产量增长49%。而产量与产值存在的巨大差距正是中国稀土磁体产业面临的主要问题。改进产品性能,提高产品档次是解决此矛盾的唯一出路,就是说,要尽快消除存在于中国磁体产业与西方国家之间的技术差距[2]。

烧结NdFeB磁体在中国的用途可分为三类:

1.高技术领域的应用,诸如MRI,VCM,CD传感器,CD-ROM,DVD-ROM,手机,电池驱动工具,EB,EAV,EV。

2.传统用途,诸如扬声器,耳机,话筒等音响器件,磁选机/磁分离器,各类磁化器包括民用水脱垢器,油田用的脱腊器,酒厂用的陈化器等。

3.低档用途,诸如慈溪等地生产的磁性纽扣。图2是2003年中国烧结NdFeB磁体的用途分布情况。

中国烧结钕铁硼产地遍及11个省和京津地区(见图3)。浙江省的烧结NdFeB磁体生产发展最快,其产量占全国总量的47.1%。山西地区由于得天独厚的自然和低成本条件,目前已与沪杭地区、京津地区形成了中国三角鼎立的稀土永磁产业格局。山西烧结NdFeB磁体生产占全国产量的21.7%。京津地区的产量居第三位,占全国的11.7%。其余总量19.5%则散布在华东、华北、华中和西北等苏、冀、内蒙、鲁、豫、川、陕、甘、宁九省以及东北地区。众所周知,NdFeB对环境(温度、湿度)极为敏感,浙江产量虽大,但品质不高。一般而言,气候干燥的山西、甘肃、宁夏等地,用同样工艺设备生产磁体,其性能则优于南方的。当然,关键仍在于采用专门针对NdFeB的设备并按先进工艺进行磁体生产,才能稳定地批量生产高牌号磁体。濒临渤海的烟台首钢磁材公司,它引进先进设备大批量生产顶级烧结NdFeB磁体,就是一例。

2004年国内烧结钕铁硼行业热情空前高涨,新增生产能力大幅提高,中科三环公司通过长期努力,第一次进入到为日本、欧洲等发达国家磁材企业所垄断的钕铁硼高端应用领域――计算机硬盘驱动器音圈电机(VCM)应用市场;在另外的一个高端应用领域――汽车应用领域方面,中科三环的钕铁硼磁体也成功应用在点火线圈、电动助力转向、气囊传感器等汽车零部件中,同时还进入了核磁共振成像仪领域。对于上述几个稀土永磁高端应用市场的进入,标志着中国的稀土永磁产品结束了大部分只局限于中低端应用市场的不利局面,真正开始与日、欧发达国家磁材巨头争夺高端应用市场。

粘结钕铁硼

在激烈的市场竞争中,在粘结钕铁硼方面,美国和欧洲的生产企业基本退出了该行业,到2003年只剩下一两家生产粘结NdFeB的制造厂了,2004年美国和西欧的永磁材料产量只占全球的10%之内。因此在该行业中,全球的生产能力大部分集中在日本企业[3]。其中有代表性的两家企业,一家是精工爱普生,他们的磁材生产已经全部转到中国上海爱普生磁性器材有限公司了;另一家大的粘结磁体企业-日本大同公司。在计算机硬盘驱动器(HDD)的主轴电机应用方面,大同和上海爱普生两家企业就占据了整个市场份额的90%以上。2002年底,中科三环参股了上海爱普生磁性器件有限公司,2004年3月进一步扩大股权,目前中科三环已持有该公司的70%股权,成为其第一大股东。安泰科技2003年3月收购了海恩公司,其深圳的爱恩美格也是一个技术水平很高的粘结磁体工厂,加上国内成长起来的成都银河,粘结磁体企业除日本的大同外,其余产能基本分布在中国。

图4是日本粘结协会统计的有关资料,从图中可以看到这种优势。从2001年开始,中国粘结钕铁硼的优势逐渐显露出来,2002年后中国远远超过了日本,处于了第一位。粘结钕铁硼磁体1996年全球产量为1320顿,中国的产量仅为50吨;2000年全球粘结钕铁硼产量达到3550吨,中国的产量为620吨,虽然占世界总产量的比例仅为20%,但年平均增长率去达到了60%,有了长足的发展。据最新统计,2004年中国粘结钕铁硼磁体产量达到了1350吨。

尽管中国已经是生成粘结钕铁硼永磁的第一大国,但只是占原材料和人工成本的优势,由于设备、生产技术以及管理能力有限,只能生产一些中低档的产品,像HDD这类高档和高利润产品仍由日本企业掌控,所以在中国出现生产量增加很快,产值特别是利润的增长却不成比例。粘结钕铁硼磁体产业在我国的规模还小,还有很大的发展空间。估计年递增速率在20%以上。到2005年,我国粘结钕铁硼磁体年产量将达到2000吨左右。全球对粘结稀土永磁需求的增长幅度不是很大,其主要原因是由于粘结钕铁硼永磁的主题市场是IT行业密切相关的各种微型马达,IT行业的不景气直接影响对粘结钕铁硼永磁的需求[3]。

3中国新型稀土永磁材料的研究开发现状[4]

在新型稀土永磁材料研究方面,我国科学家无时不出现于国际前沿。在ThMn12结构金属间化合物研究方面,我国是最早开展这方面研究的国家之一,在结构与磁性,超精细相互化合物方面,我国最早报道了RF11TiNy的研究成果,开辟了ThMn12结构间隙化合物研究领域;在Nd3(Fe,Ti)29新相研究方面,我国科学家首先发现了Sm3(Fe,Ti)29单相化合物及其氮化物,并研究了它的磁性。近年来,利用快淬工艺制备各向异性稀土永磁材料方面做了一些探索。最近,中国科学院物理所利用快淬工艺成功的合成出具有高磁能积的磁各向异性Sm-Co稀土永磁材料,其室温磁性能可达18.2MGOe,剩磁比为0.9,并且通过球磨后制备的粘结磁体仍旧保持各向异性,具有高的磁能积。同时发现碳元素能够控制易磁化轴在快淬带中的织构方向并细化晶粒可进一步提高其硬磁性能。

北京大学,研制成功了具有自主知识产权的ThMn12结构氮化物稀土永磁材料[5]。目前,已开发出磁能积为15~20MGOe左右的R(Fe,M)12Ny(R=Pr,Nd;M=Mo,Ti,V)间隙化合物稀土永磁材料,已建成年生产能力100吨的中试生产线,进行产业化推广[6]。2004年10月,深圳北大双极高科技股份有限公司与深圳中核集团公司签约,合作建立新型稀土永磁材料基地,将根据市场发展需要,拟在深圳建设年产1000吨钕铁氮磁粉的产业化示范生产线。此签约项目涉及3.5亿元的巨大数额。该磁粉在质量上和性能上居世界领先地位,这项成果是把基础研究成果转化为现实生产力的成功典范。目前,国内外一些知名企业正在利用钕铁氮制造磁体产品。该项目得到了国家发改委、科技部、教育部和北京市科委的立项支持。

钢铁研究总院,开展了高使用温度稀土永磁材料的制作技术和工艺的研究,进一步研究不同材料的阶段性热处理退火工艺、胞相和胞状结构与温度磁性能的关系。获得Sm2Co17高温磁体的性能450℃时(BH)max≥9MGOe,Hic≥7.9kOe。

上海大学材料研究所申请并承担各向异性钕铁硼磁体的国家自然基金、上海科委和教委纳米专项等多项课题,进行粘结各向异性钕铁氮复合磁体研究开发。北京科技大学利用HDDR(hydrogendisproportionationdesorptionrecombination)工艺也进行了开发各向异性钕铁硼粘结磁体的研究。

近来有一些国外磁体专用设备厂家联合推出,按最佳工艺路线配套的一条全封闭、全自动化的完整生产线:原料从生产线的一端投入,在另一端出来的已是磁体最终产品,包括磁体的涂层。设备厂商能保证磁体产品极低的氧含量(O2≤1000ppm)和极高的磁能积((BH)max=52MGOe))。据了解,如此先进而完备的生产线在西方国家尚不存在。更为重要的是,此生产线的报价远低于单机报价的总和!报价不仅包括设备硬件,也包括技术软件。换言之,设备厂家不仅提供成套设备,更保证用户能生产出最高牌号的稀土磁体!

值得一提的是,国内磁体专家有感于国内生产设备与国外的差距,经数年的潜心钻研与实践,终于在2003年中研制出一整套具有中国特色的烧结NdFeB磁体生产线,并付诸实施。用它可稳定生产高挡NdFeB磁体,整条年产300吨烧结NdFeB磁体生产线的价格仅是国外相应设备的1/4~1/6。此生产线的涂层完全摈弃了导致磁体氢化的电镀,而采用无污染的Dacro技术,耐蚀性良好,成本低廉。近年来,我国的稀土永磁的生产装备也有了长足的发展。特别是在满足一些新的生产工艺方面的装备有了突破。例如国产速凝薄片炉和氢破碎炉已在一些磁体生产厂使用。一些国外发达国家的永磁设备制造商也瞄准了中国这块宝地,纷纷在中国设立生产基地,同样给我国的永磁设备制造商带来了机遇和挑战。2004年9月,沈阳中北真空技术产业开发区兴建国内先进的真空炉生产基地,引进世界最先进的液晶显示、等离子真空热处理技术,这必将对我国烧结钕铁硼的生产技术水平的提高产生积极的影响。

4中国磁体产业发展思路和前景预测

跨入21世纪,中国的磁性材料产业得到了进一步发展,年增长超过20%[7]。初步统计,2004年中国烧结铁氧体[8]达到350,000吨(占全球总量的51%),粘结铁氧体50,000吨(占全球总量的32%);烧结钕铁硼永磁[9]达到27,510吨(占全球总量的81%),粘结钕铁硼永磁[10]达到1350吨(占全球总量的35%);铸造磁体3,500吨(占全球总量的56%)[11]。世界磁性材料生产向中国转移,增强了中国磁性材料工业的整体实力,提高了生产技术,加速了中国成为世界磁性材料生产基地和销售市场的建设。

稀土永磁的发展和前景

作为朝阳产业,稀土永磁产业是磁性材料产业的重中之重,其新的应用成长点在不断涌现,特别是信息产业为代表的知识经济的发展,给稀土永磁等功能材料不断带来新的用途。除了在计算机、打印机、移动电话、家用电器、医疗设备等方面的广泛应用外,汽车中的发电机、电动机和音响系统的应用已经开始,这将极大的带动钕铁硼产业的发展。由于我国丰富的稀土资源,较低的人工成本和广阔的市场,从而在未来的五年至十年内,国外的钕铁硼制造业继续逐步向中国转移的态势势不可挡,中国必将吸引大量国外先进的钕铁硼永磁材料制造商,比如美、日、欧等国家、地区的企业进入,一方面会对中国稀土永磁企业带来挑战,另一方面也会将先进的技术、管理经验带入中国,从而进一步推动中国稀土永磁产业的发展。“十五”期间,我国钕铁硼磁体的总产量超过了5万吨,烧结钕铁硼磁体产业会保持继续增长的势头,年增长率仍会保持在20~30%以上,粘结钕铁硼磁体产业在我国的规模还小,还有很大的发展空间。预计到2005年,我国烧结钕铁硼磁体年产量将达到3万吨左右,粘结钕铁硼磁体年产量将达到2000吨左右。预计到2010年,我国烧结钕铁硼磁体产量将达到7万吨,占全球产量的75%;粘结钕铁硼磁体产量将达到1万吨,占全球产量的50%。中国磁性材料行业的大发展“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[12]。

(1)家电领域。中国电视行业预测到2010年,中国彩电总量达到1亿台,占世界产量的63%。据此估计,全球需要软磁铁氧体6万吨,永磁铁氧体8万吨。

(2)信息化领域。电脑的普及带动了相关外置设备的发展,尤其是硬盘驱动器(HDD),预计到2010年全球产量超过5亿只;DVD、DVD-ROM和刻录机,到2010年全球的产量超过10亿。这是钕铁硼磁体应用的大市场,全球需要量在2万吨。

(3)汽车领域。汽车已经成为中国国民经济发展的第五大支柱工业,到2010年,中国的汽车产量达到1000万辆,如每辆汽车用电机数在30只,扬声器在5只,将需要永磁体10万余吨。由于能源的紧张和环保要求,电动汽车的开发在加速,预测到2010年全球产量在350万辆,需要钕铁硼磁体4200吨。

(4)其他配套领域。由于世界各类磁体配套件市场向中国转移,例如电动自行车的需求量越来越大。据中国助力车专业委员会不完全统计,2004年中国电动自行车产量约达500万辆。以每辆电动自行车平均需要0.3公斤烧结钕铁硼计算,需用磁体1500吨(折合毛坯近2500吨);由于国外劳动力成本等因素,加上中国磁体价廉物美,一些涉及劳动密集型的行业,如电子变压器、电机、电感、电声,均转移到中国或第三世界国家,同时磁体的销售市场也在中国。

结语

中国磁性材料行业要从大国向强国转变,就要加速行业内的规模经济建设,发展强强联合,要有若干个年销售收入达到100亿的企业。中国企业必须要走出国门,收购或合资国外企业,建立跨国公司,树立国际名牌。中国企业必须投入应用开发领域,配合整机开发磁性材料配套部件和组件,到2010年全行业争取达到产值400亿人民币.

我国的磁性材料产业需要通过技术创新,继续加强稀土永磁材料的探索、加强高档稀土永磁材料的开发,使我国稀土永磁材料能保持持续发展。从整体上看中国磁性材料技术水平接近国际水平,但没有自已的知识产权和创新的产品。重点扶植中国专利产品,如钕铁氮磁体,但必须要全行业和相关的配套行业一起合作。同时还有产业的结构调整,中国的磁性材料企业一定要有自己特色的产品,在某一方面(价格、质量、市场占有率)领先全行业,使国内外其他企业无法竞争。中国的磁性材料产品特点要低价优质,才能参于国际竞争。我国的磁性材料企业,加强自身的整合,不断提高管理和技术水平,通过与国外先进磁性材料企业加强合作,互助互利,使磁性材料产业更好的扎根于中国,使中国的磁性材料产业更好的服务于全球。

参考文献:

[1]罗阳,围绕NdFeB磁材的专利态势分析,新世纪NdFeB磁体的发展,北京2002.4p80~88

[2]罗阳,21世纪中国磁体产业展望,中国磁性材料产业中长期发展战略研讨会,上海2004.11p1~41[3]蒋龙,粘结NdFeB永磁产业及安泰科技的战略,2004年中国稀土永磁材料论坛,p24~30

[4]王震西,胡伯平,稀土永磁的产业现状及应用,2004年中国稀土永磁材料论坛,北京2004.11p1~7[5]杨应昌,开发中的新型永磁材料:稀土-铁-氮间隙型化合物,中国稀土学报,1994(12)p513~519[6]喻晓军,王冬玲等,稀土永磁材料的技术发展近况,2004年中国稀土永磁材料论坛,北京2004.11p42~48

[7]十一五”磁性材料行业发展规划纲要,中国磁材商情网,

[8]TerryK.Clagett,Proc.of2004BMSyMPOSIUM(Tokyo,Dec.3,2004)

[9]罗阳,2004中国国际新材料产业研讨会(Sept.23.2004北京),磁性材料专业论坛文集,p.64~80.

磁性范文篇10

关键词:磁性微球;天然药物化学;化学研究;活性筛选;药物制剂

磁性微球是指利用物理或化学方法将具磁性粒子与有机材料或无机材料复合形成的一种新型具磁性载体[1]。根据原料形成时的方式不同,磁性微球可分为3类:核壳型(又可细分为磁性核型和磁性壳型)、混合型和多层型[2]。由于其具有生物相容性好、磁响应性强、表面易功能化以及比表面积大等多种优点,因此,在生物医药与化工分离等领域,磁性微球具有较好的应用前景[3]。随着现阶段对磁性微球的深入研究,其在医药工业领域的应用范围与深度也在不断得到提升。本文综述了磁性微球在天然药物化学中的应用,并详细阐述了磁性微球在提取分离、活性筛选、化学分析和药物制剂等方面的应用与发展。

1磁性微球在提取分离过程中的应用

磁性分离技术是指以超顺磁性颗粒作为吸附剂,借助外加磁场在复杂混合物溶液中高效分离的技术[4]。其突出的特点是将复杂混合物高效而快速地进行分离,并且不会残留有机溶剂。随着学科之间的交叉越来越深入,其在天然药物化学成分提取分离中的应用也日益广泛。丹参为天然药物中常用的活血调经中药,其主要的活性成分为丹参酮,具有抗菌、抗炎、抗肿瘤和抗氧化等多种药理作用,此外,丹参酮对神经系统和心血管系统具有较强的药理活性。徐秋生等通过分散聚合法制备磁性PHEMA微球,并确定该种磁性微球的最佳制备条件,然后对分离时间与提取效率进行分析,结果表明:磁性微球提取纯化法对3种丹参酮的提取率从5h的0.179%、0.093%和0.452%分别上升到0.5h的0.279%、0.176%和0.575%,分离时间缩短,提取效率显著提高,显示出磁性微球在中药有效成分研究过程中具有较好的应用前景[5]。李玉慧利用改良微乳液聚合法制备表面含羧基的磁性微球,将该种磁性微球作为载体分散于药物提取液,利用高效液相色谱检识,对黄连和茶叶中的生物碱类成分进行提取,结果表明,磁性微球对小檗碱的饱和吸附量可高达121.4mg·g-1,合成的磁性粒子稳定性强,可重复利用并能够保持萃取效率稳定[6]。此外,王娟强利用磁固相萃取的样品前处理技术对黄酮类物质和聚合物添加剂进行分离,实现对天然植物薇甘菊的成分提取分离研究[7]。

2磁性微球在活性筛选过程中的应用

中药有效成分的传统研究模式通常按照先采用化学手段进行提取分离,再通过仪器进行结构分析,最终对分离所得的化合物进行药理活性实验从而确定有效成分。然而,这种传统模式需经过繁杂的分离纯化过程才能得到单一的有效物质,所以,建立一种简便高效的研究方法成为解决上述问题的关键。细胞膜磁性微球“垂钓”技术是一种将细胞膜亲和技术与磁性微球技术联用的研究方法,该方法结合质谱分析可实现对天然药物或中药等复杂成分的快速分析,从而高效地发现其中潜在的有效成分[8]。余亚明等利用细胞膜磁性微球对黄精中的化合物进行活性筛选,同时,将该方法与传统方法进行比较,研究发现,细胞膜磁性微球用于活性筛选研究,其目标性强、分离周期短、分离过程简易,同时,其在实验过程中试剂用量和废液量产生少、经济环保,显示磁性微球对天然药物的活性筛选具有重要意义[9]。同时,特定的酶或蛋白质可吸附于磁性微球形成载体并将其用于混合物复杂体系的活性成分筛选[10]。郭嘉亮等以氨基磁性微球作为载体,制备一种新型的乙酰胆碱酯酶微反应器,然后,应用该反应器对天然药物千层塔的不同的提取部位进行酶抑制剂活性筛选,并对酶动力学和稳定性进行考察,研究发现了以石杉碱甲为代表的一系列乙酰胆碱酯酶抑制剂[11]。马瑞等利用酯酶连接的磁性微球从桑叶提取物中筛选具有降血糖作用的化合物,实验发现,中药桑叶中含有一种名为黄芪素的活性成分,同时,黄芪素是一种新型的高效脂肪酶抑制剂[12]。赵玉梅等将神经氨酸酶固定于磁性微球的表面上,对植物次生代谢产物进行广泛筛选,从中发现木犀草素7-O-β-D-葡萄糖苷、木犀草素、3,5-二-O-咖啡酰奎尼酸和3,4-二-O-咖啡酰奎尼酸等具有神经氨酸酶抑制活性[13]。

3磁性微球在化学分析过程中的应用

天然药物所含成分结构复杂且种类繁多,对其化学成分的准确分析是药物研究的核心内容之一。随着磁性微球的研究日益深入,其在化学分析领域的应用也越发重要。流式微球技术(Cytometricbeadarray,CBA)是一种以不同荧光强度的微球作为载体分析样品中待测成分的技术,由于这种技术具有特异性强、操作简便、成本低等优点,使其被广泛用于医药研发、农药检测和食品安全领域[14]。肖昌彬等分别以聚苯乙烯微球和磁性微球为载体,利用流式微球技术检测麦芽中的曲霉素A,然后对比两种不同载体的检测结果,研究发现,在分离和洗脱过程中,聚苯乙烯微球存在离心时间长、清洗次数多、易被破坏等缺点,这使得分析效率下降。而磁性微球,因其可以在外加磁场下移动,使其易于聚集、清洗和分流,因此,采用磁性微球作为载体的流式微球技术更加适用于样品的化学分析[15]。此外,磁性微球还可用于化学药物的含量检测。张博等通过水热法与溶胶-凝胶法合成出新型功能化磁性微球,并确定其最佳制备工艺。利用该新型磁性微球建立磁固相萃取-高效液相色谱方法,用以检测左氧氟沙星含量。实验发现,血清中左氧氟沙星浓度在0.5~100μg·mL-1范围内线性关系良好,线性方程为y=0.7896x-0.4121,R2=0.9995,该方法可有效降低血清样品中基质的干扰[16]。刘帆通过葫芦脲对磁性微球进行修饰并结合紫外光谱检测,实现对血浆中的盐酸可卡因的含量分析[17]。季奋等借助磁性固相萃取并联用高效液相色谱检测,准确测定了中药汤剂中马兜铃酸的含量[18]。因此,磁性微球在天然药物化学分析中具有很好的应用前景。

4磁性微球在药物制剂过程的应用

丸散膏丹是经典的临床用药剂型,虽被广泛应用,但其存在靶向性差、成分不明确、用药剂量大等缺点。随着现代医药技术的发展,新型药物制剂已被研制并投放于临床用药[19]。磁性微球作为药物制剂载体,具有控释缓释、靶向给药、提高生物利用度等优点,现已被广泛应用于生物医药领域[20]。磁性靶向给药系统是一种利用磁性颗粒作为药物载体,将其富集于病灶部位,从而实现靶向治疗疾病的一种方法。这种药物制剂可有效解决传统剂型存在的生物分布差、靶向性弱和毒性大等问题[21]。韩斌采用化学沉淀法制备磁性灵芝孢子微球,并以其作为载体装载抗癌药物5-氟尿嘧啶,通过改变外加磁场,使该药物聚集在病灶部位,实验表明,磁性微球组在外加磁场诱导下5-氟尿嘧啶可富集于病灶部位,使得其在血液、心脏和肾脏组织中含量显著低于空白组,实现了药物的靶向给药[22]。因此,采用磁性微球作为新型药物制剂载体,可以提高药物的靶向性。部分药物在进入人体后会被特定的酶分解,导致药物无法在病灶部位富集,从而使得药物的生物利用度降低。以磁性微球作为载体装载药物可以控制药物释放的速度,进而控制酶对药物的降解量,减少药物损耗,提高生物利用度,从而减少给药次数[23]。陆婷婷采用一步法制备磁性微球并测定其释药速度,研究发现,体外释药的过程可分为3个阶段,第一阶段的释药量为37%,第二阶段为48%,第三阶段药物释药曲线逐渐平稳,证实磁性微球具有良好的缓释控释性能,可用于改良药物剂型[24]。高园等通过单针电喷技术制备聚已内酯磁性微球,并测定药物的释放速度,结果发现,在外部交变磁场刺激下,聚已内酯磁性微球的释药速度高于无磁场诱导时的速度[25]。通过研究发现,以磁性微球作为载体,可以研发具有不同功能的新型药物制剂。

5结语