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磁铁的奥秘

   平时的生活中,磁铁是一个很常用的东西。而且在几千年前,我国的劳动人民就根据磁铁的特性制造了四大发明之一的指南针。直到今天,磁铁也是非常有用的一种东西。从各种特殊的电子设备,到平时的教具玩具,都能经常见到磁铁的身影。下图为一块马蹄形磁铁,吸在上面的块状金属是钆(音gá)。这是一种和铁、钴、镍一样可被磁铁吸引的元素,目前被广泛用于增强核磁共振成像领域。

 

       我们知道,磁铁的主要成分是四氧化三铁。一块普通的小磁铁就是由黑色的四氧化三铁制成的。但是由于四氧化三铁本身的性质,导致了他对铁质物体的吸力不会太强,而且它的磁性还会随着时间流逝慢慢减弱。这样的话,如何才能制作一块吸力更强且不宜衰退的磁铁呢?这样的前提下,钕铁硼磁铁应运而生。

 

       这种表面经过防腐蚀处理而亮闪闪的磁铁就是钕铁硼磁铁了,它的化学式是Nd2Fe14B。常用的钕铁硼磁铁由钕,铁、硼三种元素高温烧结而成,是磁性较强的人造磁铁。如果说传统四氧化三铁的核心元素是铁的话,那么钕铁硼磁铁之所以有这么强的磁性,就是钕元素的作用了。下图中的这几块金属就是钕:

 

       钕(音nǚ)是稀土元素中镧系家族的第四个元素,和铁、钴、镍以及前面提到的钆一样,它本身也可以被磁铁吸引。此外,钕是镧系元素中较为活泼的,因此它和铁一样容易被氧化,这就是钕铁硼磁铁表面有镀层的原因。如果说钕是用于提升磁性的话,那么硼的作用也不容小视。这个黑黑的东西就是硼:

 

       在元素周期表中,硼位于碳的左边,因此近期也出现了类似于以碳为中心有机化学的硼化学。在钕铁硼磁铁中,硼相当于钕和铁的调解员。硼在保证其分子结构情况下极大地扩充了物质可以产生的较大磁性,使得整个磁体的磁性能较高,甚至让他能吸起相当于自身重量640倍的物体。

磁铁的奥秘 2017-6-19 本文被阅读 753 次
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