中國先發(fā)現(xiàn)物質(zhì)磁性現(xiàn)象和應(yīng)用磁性材料。早在公元前3世紀(jì),《呂氏春秋·季秋記》中就有“慈石召鐵,或引之也”的記述,。11世紀(jì)宋朝沈括在《夢(mèng)溪筆談》中記載了指南針的制作和使用,指南針作為中國人引以為傲的四大發(fā)明之一,,其中的關(guān)鍵就是磁性材料,。

隨著材料科學(xué)和技術(shù)的不斷發(fā)展,磁性材料也在不斷創(chuàng)新和發(fā)展,,例如新型磁性材料的開發(fā),、納米磁性材料的制備等等。磁性材料作為一種古老又年輕,、歷史悠久卻又蓬勃發(fā)展的材料,,具有重要的科研意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文中我們的研究對(duì)象主要是永磁材料,。
永磁材料特性及其應(yīng)用
高矯頑力材料(硬磁性材料)又稱為永磁材料,,其主要特點(diǎn)是不消耗能量就可以提供一個(gè)穩(wěn)定的磁場(chǎng),可以用于各種驅(qū)動(dòng)器,、功率源元件,、傳感器和儀器儀表等,具有高剩磁和高剩余磁化強(qiáng)度,、高矯頑力,、高最大磁能積、穩(wěn)定性好(對(duì)于環(huán)境因素如溫度,、振動(dòng)等的穩(wěn)定性高)的優(yōu)點(diǎn),。目前,永磁材料在電機(jī),、發(fā)電機(jī),、磁盤存儲(chǔ)器、聲學(xué)傳感器等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,。例如,,在電機(jī)領(lǐng)域,稀土磁性材料可以用于制造高效率,、高功率的電機(jī),,從而提高電機(jī)的性能和能源利用效率;在磁盤存儲(chǔ)器領(lǐng)域,,稀土磁性材料可以用于制造高密度,、高速度的硬盤驅(qū)動(dòng)器,從而提高存儲(chǔ)容量和讀寫速度,;在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,,永磁體可以作為MRI系統(tǒng)中的磁場(chǎng)源,,用于產(chǎn)生強(qiáng)大的靜態(tài)磁場(chǎng),通過磁性共振來生成人體內(nèi)部的高清圖像,。
案例分享
對(duì)磁性材料中的非金屬元素進(jìn)行檢測(cè)的必要性
按照永磁材料的化學(xué)組成以及發(fā)展順序,,可以將其大體分成三類:鐵氧體永磁材料、金屬系永磁材料和稀土永磁材料,。磁性材料制備過程中難以全避免雜質(zhì)的存在,。以碳、硫,、氧,、氮、氫元素為例,,一方面中這些元素在磁性材料的化學(xué)成分中本來就存在,,如鋼鐵中的碳、氧,、硫等元素,;另一方面,這些元素對(duì)材料的磁性能有一定的影響,,比如一些元素的摻雜可以提高磁性材料的磁性能,,但有些元素的摻雜會(huì)增加材料的磁阻抗,降低磁導(dǎo)率,。特別地,,在稀土永磁制備中,尤其需要測(cè)量氫元素的含量,,控制氫元素的含量在合適的范圍,。一般來說,稀土永磁制備中需要測(cè)量氫元素的含量的主要是在氫破工藝環(huán)節(jié),。

圖1:典型的釹鐵硼生產(chǎn)工藝
目前,,釹鐵硼的氫破碎就是利用稀土材料具有吸氫的特性,吸氫后發(fā)生膨脹,,在膨脹的過程中,,沿晶界斷裂,從而達(dá)到破碎的目的,。
用Eltra元素分析儀檢測(cè)磁性材料中的非金屬元素
測(cè)量原理:Eltra CS-i通過在分析感應(yīng)爐中燃燒后產(chǎn)生的氣態(tài)燃燒產(chǎn)物二氧化碳和二氧化硫來測(cè)量無機(jī)樣品中的碳和硫含量,, 超過2000°C的高溫保證了樣品全分解,從而在一個(gè)廣泛的濃度范圍內(nèi)進(jìn)行可靠和準(zhǔn)確的元素分析,。Eltra ONH分析儀是一臺(tái)惰性氣體熔融燃燒分析儀,,使用紅外檢測(cè)器檢測(cè)樣品中氧元素,熱導(dǎo)檢測(cè)器則檢測(cè)樣品中的氮元素和氫元素。

圖2:Eltra CS分析儀(左)和Eltra ONH分析儀(右)
數(shù)據(jù)展示:埃爾特的元素分析儀可以用在永磁材料制備工藝的各個(gè)環(huán)節(jié),,以下三組數(shù)據(jù)分別來自不同客戶測(cè)量永磁材料中的碳?xì)溲鯏?shù)據(jù),,對(duì)應(yīng)前序工藝環(huán)節(jié),,測(cè)量需求分別來自原材料中的碳元素檢測(cè),、氫破工藝后粉末的氫元素檢測(cè)、磁材中的氧氮元素檢測(cè),。ELTRA的兩組設(shè)備很好地完成了客戶的檢測(cè)要求,。

圖3:A客戶用Etra CS分析儀進(jìn)行釹鐵硼原材料中的碳元素檢測(cè)

圖4:B客戶用Eltra ONH分析儀進(jìn)行氫破后釹鐵硼粉末中的氫元素檢測(cè)

圖5:C客戶用Etra ONH分析儀進(jìn)行磁材中的氧氮元素分析
以上三組數(shù)據(jù)中,碳硫分析儀運(yùn)用了Eltra的腔室供氧法,,在反應(yīng)過程中氧氣充滿整個(gè)燃燒池,,從而保證樣品充分燃燒釋放出待測(cè)氣體,數(shù)據(jù)的平行性優(yōu)勢(shì)在多次重復(fù)的測(cè)定中得到了證實(shí),。氧氮?dú)浞治鰞x目前可以搭載32位自動(dòng)進(jìn)樣器,,并在此基礎(chǔ)上可以繼續(xù)增加進(jìn)樣盤達(dá)到64位及以上進(jìn)樣,高效的設(shè)計(jì)非常適合需要大批量檢測(cè)的機(jī)構(gòu),。
關(guān)于埃爾特品牌
其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于鋼鐵,、采礦、汽車,、航空,、煤炭、建筑材料以及高效研究所等機(jī)構(gòu),。隨著ELEMENTRAC系列啟用ELEMENTS軟件,,埃爾特可以提供快速可靠的C/S/O/N/H分析,除了現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)和方便的操作以外,,還為特殊要求提供綜合解決方案,。Eltra元素分析儀可以根據(jù)客戶要求不同提供不同的配置方案,也可根據(jù)不同的樣品種類定制不同測(cè)量范圍的儀器,。目前CS和ONH分析儀都可以選配自動(dòng)進(jìn)樣和自動(dòng)清掃裝置,,尤其適合于需要大批量檢測(cè)的專門機(jī)構(gòu)或科研院所。如您有興趣,,隨時(shí)歡迎聯(lián)系我們,。
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