金屬磁性的案例
為什么只有少數金屬才具備磁性？
在分子場假說的基礎上，發展了自發磁化 （spontaneous magnetization）理論，解釋了鐵磁性的本質；在磁疇假說的基礎上發展了技術磁化理論，解釋了鐵磁體在磁場中的行為。
鐵磁性材料的磁性是自發產生的。所謂磁化過程(又稱感磁或充磁)只不過是把物質本身的磁性顯示出來，而不是由外界向物質提供磁性的過程。實驗證明，鐵磁質自發磁化的根源是原子(正離子)磁矩，而且在原子磁矩中起主要作用的是電子自旋磁矩。與原子順磁性一樣，在原子的電子殼層中存在沒有被電子填滿 的狀態是產生鐵磁性的必要條件。
例如鐵的3d狀態有四個空位，鈷的3d狀態有三個空位，鎳的3d 態有二個空位。如果使充填的電子自旋磁矩按同向排列起來，將會得到較大磁矩，理論上鐵有4μB，鈷有3μB，鎳有2μB。
可是對另一些過渡族元素，如錳在3d態上有五個空位，若同向排列，則它們自旋磁矩的應是 5μB，但它并不是鐵磁性元素。因此，在原子中存在沒有被電子填滿的狀態(d或f態)是產生鐵磁性的必要條件，但不是充分條件。故產生鐵磁性不僅僅在于元 素的原子磁矩是否高，而且還要考慮形成晶體時，原子之間相互鍵合的作用是否對形成鐵磁性有利。這是形成鐵磁性的第二個條件。
根據鍵合理論可知，原子相互接近形成分子時，電子云要相互重疊，電子要相互交換。對于過渡族金屬，原子的3d的狀態與s態能量相差不大，因此它 們的電子云也將重疊，引起s、d狀態電子的再分配。這種交換便產生一種交換能Eex(與交換積分有關)，此交換能有可能使相鄰原子內d層末抵消的自旋磁矩 同向排列起來。
量子力學計算表明，當磁性物質內部相鄰原子的電子交換積分為正時(A＞0)，相鄰原子磁矩將同向平行排列，從而實現自發磁化。
展開 【論文介紹】Ni50.1Mn24.1Ga20.3Fe5.5形狀記憶合金多晶纖維的雙程形狀記憶效應
團隊介紹
該項工作由齊齊哈爾大學物理系劉艷芬博士團隊共同完成，該團隊長期專注于金屬磁性材料科學領域，聚焦于新型磁致冷工質Heusler型Ni-Mn-Ga形狀記憶合金，在以下方面開展科研工作：形狀記憶合金纖維的制備、熱處理、小尺寸效應、馬氏體相變行為的表征、提高超彈性的應變恢復率、形狀記憶效應等力學方面及正、逆磁熱效應等方面研究。
目前課題組正承擔國家自然科學基金項目“快速凝固超細晶纖維的制備及磁熱特性研究”，黑龍江省自然科學基金“微尺度熔體抽拉鐵磁形狀記憶纖維的雙功能特性研究”；黑龍江省省屬本科高校基本科研業務費面上項目“微尺度形狀記憶金屬絲的可控制備及形狀記憶效應研究”等。
展開 【論文介紹】Ni50.1Mn24.1Ga20.3Fe5.5形狀記憶合金多晶纖維的雙程形狀記憶效應
團隊介紹
該項工作由齊齊哈爾大學物理系劉艷芬博士團隊共同完成，該團隊長期專注于金屬磁性材料科學領域，聚焦于新型磁致冷工質Heusler型Ni-Mn-Ga形狀記憶合金，在以下方面開展科研工作：形狀記憶合金纖維的制備、熱處理、小尺寸效應、馬氏體相變行為的表征、提高超彈性的應變恢復率、形狀記憶效應等力學方面及正、逆磁熱效應等方面研究。
目前課題組正承擔國家自然科學基金項目“快速凝固超細晶纖維的制備及磁熱特性研究”，黑龍江省自然科學基金“微尺度熔體抽拉鐵磁形狀記憶纖維的雙功能特性研究”；黑龍江省省屬本科高校基本科研業務費面上項目“微尺度形狀記憶金屬絲的可控制備及形狀記憶效應研究”等。
展開 具有反常壓阻效應的液態金屬柔性導電復合材料
與傳統導電材料不同，這種由液態金屬、磁性金屬粉末和高分子彈性基底合成的導電材料在被拉伸時電阻會劇烈減小，在拉伸量僅有10%的情況下其電阻率就能減小到初始阻值的千萬分之一，并且在拉伸量曾加到30%的情況下其電阻率甚至能減小到初始阻值的一億分之一！那么，究竟是什么原因讓這種材料具有了如此神奇的性質呢？且聽筆者一一道來。
要解釋這種材料的原理，就不得不先介紹一下彈性導電復合材料。這一類材料一般由彈性絕緣基底和導電填充材料混合而成，兼具了良好的導電性和彈性體的可變形功能。然而，魚與熊掌不可兼得，傳統的彈性導電復合材料在拉伸時導電性能會有明顯下降：一旦材料被拉伸，其中的導電填充填料就會互相分離，使得其導電能力大打折扣。因此，在機械變形時維持材料的高電導率就成為了目前導電復合材料領域一個至關重要的課題。
傳統復合材料在拉伸時其中的導電顆粒互相分離
為了解決這一難題，該研究團隊成員基于他們豐富的關于液態金屬材料研究的相關經驗，創新性地將液態鎵銦合金微液滴和固態金屬微粉末混合加入彈性基底，制作出了這種混合填料復合材料。EGaIn鎵銦合金中的鎵銦比例為3:1，在常溫下即可維持液態，兼具高導電性、可變形性與高表面張力，是導電填料的理想選擇。這種復合材料的制作過程并不復雜，只需將固液兩種填料和液態基底混合攪拌均勻，真空脫氣后在烤箱中固化定型即可。實驗結果表明，一旦材料固化定型，其電阻率在壓縮、拉伸、彎曲和扭轉等任何機械變形下均會劇烈下降。
液態金屬復合材料的的電子顯微鏡圖像以及其電阻率-應變曲線
由于較大的表面張力，液態金屬在材料中會形成直徑在20微米左右的液滴，遠大于直徑3微米左右的金屬顆粒。
展開 
電子設備運行時，有時聽到"嘰"的噪音是什么引起的？
重點2：周圍不放置磁性體
不在電感器附近放置可能受漏磁通影響的磁性體(屏蔽罩等)。不得已需要接近時，則應使用漏磁通較少的屏蔽型(閉合磁路結構)的電感器，同時還應注意放置方向。
重點3：錯開固有振動數
有時通過錯開固有振動數或提高振動數可降低嘯叫。例如，通過變更電感器形狀、種類、布局、基板緊固等條件，包含基板的組件整體固有振動數將會發生變化。此外，嘯叫常見于7mm尺寸以上的大型功率電感器中。通過采用5mm以下的小型功率電感器，固有振動數將會提高，從而可降低嘯叫。
重點4：置換為金屬一體成型型
如上所述，在全屏蔽型功率電感器中，鼓芯與屏蔽磁芯會因磁性相互吸引，從而在間隙部位會發生嘯叫。同時，在無屏蔽型功率電感器中，漏磁通引起的電線振動會導致產生嘯叫。
針對此類功率電感器嘯叫問題，置換為金屬一體成型型是有效的解決方案。這是通過在軟磁性金屬磁粉中嵌入空心線圈后進行一體成型的功率電感器。由于沒有間隙，因此磁芯之間不會相互吸引，同時，由于固定線圈時使其與磁性體形成一體化，因此還可避免因磁通造成繞組振動的問題。不僅如此，TDK的產品還采用了磁致伸縮較小的金屬磁性材料，因此可抑制因磁致伸縮導致的振動，通過置換無屏蔽型或全屏蔽型產品可有望降低嘯叫。
全屏蔽型與金屬一體型的噪音比較
以下將全屏蔽型與半屏蔽型功率電感器(TDK產品、約6mm尺寸)，以及全屏蔽型與金屬一體成型型功率電感器(TDK產品、約12mm尺寸)作為測量樣本，對噪音的發生情況進行了調查。
展開 東芝開發新型磁性材料 可提高電機能量轉換效率
這種材料由片狀磁性金屬顆粒組成，其磁性因方向而異，磁損耗極低。
這種磁性槽楔可以將磁通量有效引導至特定方向，從而減少能耗，顯著提高能量轉換效率。
東芝還發現，用耐熱粘結劑壓實片狀磁性顆粒，可以提高熱穩定性。即使在220°C的高溫環境中，也能長期保持穩定，而且重量幾乎沒減少，為磁性槽楔的廣泛應用開辟了道路。
在不更改電機設計的情況下，東芝僅通過更換槽楔材料，便使其能量轉換效率明顯提高，同時充分降低成本。
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代表產品4：圓柱標準型接近傳感器
可檢測磁性和非磁性金屬物體以及非金屬物體存在，可適應多樣的環境。
磁性金屬有無檢測的標準型。
品種豐富 可根據條件選擇適用機型，防相互干擾功能的異頻機型品種齊全。
具有優異的耐環境性能：標準導線的材質為耐油PVC，檢測面采用耐切削油材質，標準采用導線護套。
寬廣的使用環境溫度：－40～＋85°C （M8～M30型）。
適用于各種產品檢測場景。
代表產品5：開關電源
高可靠性產品，有助于設備穩定運行，令人放心的基礎電源。
可靠性高：通過增強抗異常輸入電壓、抗雷擊浪涌性能，即使輸入電壓不穩定也可實現穩定運行。
使用壽命長：采用日系的105℃電解電容，實現穩定的品質和長使用壽命。放心無償保證期3年。
12V、24V輸出機種另備有基板涂層產品可選，提高耐環境性。
寬電范圍輸入：AC100-120V、AC200-240V系列。
產品系列齊全：網羅FA應用中主要的輸出電壓和功率。
國際標準：符合CE宣言、通過UL認證(所有機型)、CCC認證(15～150W機型)。
使用另售配件也可輕松實現DIN導軌安裝。
適用于自動化設備電源控制。
展開 熱處理新工藝新設備
由原來只用于稀有金屬、磁性材料、半導體材料的退火，白硬鋼淬火和有色金屬和合金鋼焊接外，擴大到用于工具鋼、不銹鋼、時效硬化鋼以及碳鋼、合金鋼的熱處理和化學熱處理。
真空熱處理無污染，無氧化脫碳，變形小，為鹽浴加熱變形量的1／5—1／10。這主要是由于加熱均勻、升溫緩慢所致。加工余量可以減小，由于在真空中加熱，零件中存在，的有害雜質、氣體等均可除去，提高了性能和使用壽命。如AISl430不銹鋼螺栓，真空加熱比氫氣保護下加熱強度提高25％。模具的壽命可提高40％。真空滲碳溫度可達1000~C以上，擴散期只需一般氣體滲碳的1／5，所以整個滲碳時間町以顯著縮短，滲層均勻，有效層厚。對形狀復雜、小孔多的工件滲碳效果更為顯著。
近年來，真空熱處理技術在許多工業國家均有迅速的發展，現有的真空熱處理爐多為周期作業爐，形狀有立式、臥式、臺車式數種。多屑冷壁爐，真空度為o．0133Pa(1Xlo 4mmHg)，現在較為先進的有連續作業三室真空爐，裝爐量可達388kg，生產率可達200kg／h。但國外的一些學者對真空熱處理提出不同的看法，他們認為真空熱處理在經濟上是不合算的。因為真窄熱處理原來是處理鈦合金等高溫活潑金屬而采用的。處理普通金屬模具，加熱溫度一般不超過1050℃，熱輻射很小，加熱效率低(因真空中沒有熱的傳導)。因此目前有采用抽真空o．0133Pa后，爐內再充人純氮進行加熱。此外，也可以排除因為高溫加熱零件的鉻和鋁升華。
一、真空熱處理的一般概念
1．真空及其度量
真空不是沒有一點空氣，而是在一個空間內，氣體的大氣壓力低于一個大氣壓的狀態。可廣義地理解為氣體極為稀薄的空間。真空狀態下，氣體稀薄的程度稱為真空度，通常用壓力的大小來表示。
1958年第一屆國際真空技術會議曾建議用Torr(托)表示真空度的大小。
展開 根據經驗總結從三個方面考慮PCB的設計
電磁屏蔽的方法就是以金屬或者磁性材料來隔離電磁干擾由一個區域向另一個區域感應或輻射傳播。一般分為兩種類型：一種是靜電屏蔽，主要是防止靜電場和恒定磁場的影響。另一種是用于防止交變電場、交變磁場、交變電磁場的影響。
3,疊層設計
總的來說疊層設計主要要遵從兩個規矩:1. 每個走線層都必須有一個鄰近的參考層(電源或地層);2. 鄰近的主電源層和地層要保持最小間距,以提供較大的耦合電容。
【米思米機械設備知識分享】- 激光測厚儀的工作原理
激光測厚儀主要是通過激光三角法測距原理，測量薄膜材料（鋰電池正／負極涂布、鋰電池正／負極輥壓）的厚度，激光測厚儀優勢是：
1．隔震設計
2．閉環控制功能
3．大理石C型掃描架
4．高精度位移傳感器
5．上下激光同軸度精準保證
6．實時補償及防極片波動功能
激光測厚儀應用場景
激光測厚儀用于測量鋼鐵等磁性金屬基體上的非磁性涂層、鍍層、氧化層，如油漆、粉末、塑料、橡膠、鋅、鉻、鋁、錫等。
激光測厚儀采樣技術：
使得測量重復性較傳統交流技術有無可比擬的優越和提高。
激光測厚儀零位穩定：
所有涂層測厚儀測量前都要求校準零位，可以在隨儀器的校零板或未涂覆的工件上校零。儀器零位的穩定是保證測量準確的前提。一臺好的測厚儀校零后，可以長時間保持零位不漂移，確保準確測量。
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展開 河北工大《Carbon》：新型輕質復合材料的可控合成及吸波性能！
一種常見的合成方法是將輕質碳基材料（石墨烯、碳納米管和碳纖維）與金屬磁性材料（鐵和鐵氧體）結合，通過調整復介電常數和復磁導率來提高微波吸收性能。
雖然石墨烯復合吸波材料的研究給我們帶來了一定的成功，但是依然存在一些問題。石墨烯是一種零帶隙的半導體，并且本身不具有優異的微波吸收能力。同時石墨烯的介電常數大，當電磁波接觸其表面時，很容易引起強反射。這種強反射勢必會影響復合材料的吸波性能，于是我們創新性的使用石墨烯量子點（GQDs）來代替石墨烯。與此同時，氮化硼納米片（BNNs）對電磁波的反射能力較弱，同時具有熔點高、導熱系數高、化學性質穩定、耐腐蝕等優良特性，且在電磁波吸收領域已有一些研究。將GQDs與超薄BNNs相結合，得到了輕質GQDs/BNNs復合材料，其阻抗匹配率和穩定性均得到增強。
近日，來自河北工業大學的胡琦等人根據GQDs和BNNs各自的性能特點，采用一步水熱法設計并制備了不同負載量的GQDs/BNNs復合材料。研究了樣品中GQDs濃度對復介電常數和復磁導率的影響并測試了GQDs/BNNs的反射損耗（
R
L
）、衰減常數（
α
）、阻抗匹配率（
Z
in
）等參數，比較了GQDs中自由載流子濃度與微波吸收性能之間的關系。根據實測數據，GQDs濃度的增加有利于材料微波吸收強度的提高。S9的
R
L
值達到了-59.9 dB且吸收頻率范圍也達到了2.1~18 GHz。當吸收頻率進一步增加到19~27 GHz和28~40 GHz時，S9的RL也小于-10 dB。這些結果表明GQDs作為微波吸收劑使用性能非常優秀。同時，BNNs的引入不僅可以改善GQDs在12~17.5 GHz頻率下的微波吸收性能，而且可幫助GQDs克服親水性。
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LS-DYNA? 電磁（EM）白皮書
主要應用是磁性金屬成型或焊接，感應加熱等。 EM模塊將允許電流源引入實心導體并計算相關的磁場，電場以及感應電流。EM求解器與結構力學求解器耦合（洛倫茲力被添加到力學運動方程），并與結構熱求解器（歐姆加熱作為額外的熱源添加到熱求解器）。使用導體的有限元法（FEM）和周圍空氣/絕緣體的邊界元法（BEM）來求解電磁（EM）場，因此，不需要空氣網格。
目錄
LS-DYNA 電磁（EM）求解器.... 3
一、 LS-DYNA EM模塊基本功能... 3
1. 渦流求解器.... 3
2. 感應加熱求解器.... 4
3. 電阻加熱求解器.... 4
4. 導體中的均勻電流.... 5
5. 結構和熱耦合.... 5
6. 軸對稱能力.... 6
7. 電磁接觸.... 6
8. 外部磁場.... 7
9. 狀態方程.... 7
二、 典型應用：.... 8
1. TEAM 3標準測試案例... 8
2. TEAM 4標準測試案例... 9
3. TEAM 7標準測試案例... 9
4. TEAM 10標準測試案例.... 9
5. TEAM 12標準測試案例.... 10
6. TEAM 28標準測試案例.... 10
三、 應用案例.... 11
1. 電磁成型.... 11
2. 電磁轉動.... 12
3. 電磁焊接.... 12
4. 電磁感應加熱.... 13
5. 電動懸浮.... 13
6. 電磁炮.... 14
7. 接觸電阻加熱.... 14
8. 電子加熱管水冷分析.... 15
9.
展開 沖壓模具常見工藝問題解決方法
注意：部份金屬沒有磁性，如鋁材、部份不銹鋼沒磁性；
雙層料翻邊成型后，兩層料里面的比外面的會高0.5－1.0：
前期與客戶說明此問題，或重要位置側切；
常見翻孔問題及解決方案（所有打包儲料后再沖孔的，孔必須沖在直身上，不能在圓弧上）：
（1）翻孔高度有特殊要求：
單獨加鈍高度工序
（2）翻異形孔R角處開裂：
先打臺階，同時在角部臺階處加包做造型，用來預儲料，再切邊+壓毛刺+翻邊；
（3）大圓孔或異形孔翻邊高度不夠：
做多次拉深用來儲料，再沖孔+壓毛刺+翻邊（翻邊時可以擠薄壁厚）；
（4）翻邊壁厚不直：
翻邊時可以擠薄壁厚；
（5）常見小圓孔（
預沖孔+壓毛刺+翻邊（翻邊時可以擠薄壁厚,且單邊做3o拔模角，VR客戶經驗值，驗證過）；
（6）各尺寸參數都有要求抽孔保守方案
預打包（或拉深）+縮包（或二次拉深）+整型（或拉深到位）+沖孔+壓毛刺+翻孔+鈍孔
用解決回彈方法：
展開 利用MS的CASTEP模塊計算鐵磁性鐵聲子譜
這樣，對廣泛的材料種類 (包括磁性材料和金屬)，聲子計算只能通過采用有限位移算法來執行。
注意：本教程中的計算對CPU時間和內存需求方面的要求很高。
介紹：
在本教程中，將學習如何使用CASTEP來執行有限位移運算以獲得磁性金屬的聲子散射和態密度。
1. 優化Fe晶胞的結構
從輸入Fe的結構開始，它包含在Materials Studio提供的結構庫中。
從菜單欄選擇File | Import...，定位到Structures/metals/pure metals并選擇Fe.msi。
通過將晶胞轉化為原胞通常能減少計算時間。
從菜單欄選擇Select Build | Symmetry | Primitive Cell。
顯示Fe原胞。
現在使用CASTEP 優化Fe的幾何結構。
從工具欄選擇CASTEP工具，然后選擇Calculation，或者從菜單欄選擇Modules | CASTEP | Calculation。
顯示CASTEP Calculation對話框。
在Setup選項卡上，將Task從Energy改為Geometry Optimization，設置Quality為Medium，設置Functional為LDA。選中Spin polarized復選框，取消選擇Use formal spin as initial。設置Initial spin值為2。
LDA/CA-PZ局域交換關聯泛函被認為是可獲得的最準確的描述之一，將initial spin值設為2是因為我們正在模擬鐵磁性的Fe晶體。
幾何優化的默認值不包含晶胞的優化。
點擊More...按鈕，在CASTEP Geometry Optimization對話框上，選中Optimize cell，關閉對話框。
展開 即將爆發？汽車無線充電效率達97%，SiC竟如此關鍵！
另外，ORNL還采用納米晶體材料和鋁，創造出一種新型磁性金屬混合屏蔽技術。
寶馬、奔馳、中興在推
無線充電商業化加速？
其他企業在無線充電效率方面也有不俗的表現，中興新能源汽車有限公司已經將充電效率從原來的低于90%提高到93%左右。美國WiTricity的無線充電系統Drive 11效率為90%～93%。
2018年，寶馬率先發布了業內第一款無線充電混動車型BMW 530e，搭載了3.3kW的無線充電系統。此后，梅賽德斯-奔馳的S級插電式混合動力車也開發了無線充電版本。
據介紹，Evatran公司也在為特斯拉Model S、寶馬I3、日產LEAF、雪佛蘭volt等車型提供無線充電技術支持。
國內方面，目前從事電動汽車無線充電的企業有華為、中興新能源、中惠創智等公司和科研院校。上汽榮威、比亞迪、北汽新能源等主流車企也都對電動汽車無線充電系統進行了研發測試，但目前國內市場還沒有一款支持無線充電的量產車型。
但北京有感科技有限責任公司董事長王哲曾表示，在國內市場，已有多家國內外企業率先跨入這一領域，電動汽車無線充電的商業化競爭已拉開序幕。
WiTricity大中華區總經理孫立也曾透露，WiT-ricity與中國幾家企業進行電動汽車無線充電技術合作，開展技術授權使用，加速電動汽車無線充電的商用化。
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