合金用磁場裝置的設計

❶ 怎樣利用電磁學知識,設計一種裝置,創造出人造磁場來取代地磁場

人造磁場是無法取代地磁場的.因為地球是球體,這樣平行地軸的磁力線,隨著緯度的下降,磁力線也同步縮短,直至赤道零緯度,磁力線縮短為一個點,致使地球表面的磁場是均勻的.而不像條形磁鐵,兩端最強,中間為零.即人造磁場只能做個縮小版的模型,無法與地球媲美,所以是無法用人造磁場來取代地磁場.

❷ 如何對金屬材料進行磁場強化

以鎢鈷合金為例，合金試樣在碰場中，隨著外加磁場的增加，合金的磁感應強度也增加，當磁場強度達到一定值時，磁感應強度不再增加，即合金已經達到磁飽和了。合金磁飽和值只與合金含鑽量有關，而與合金中碳化鎢相的晶粒度無關。因此，磁飽可用於對合金進行非破壞性的成分檢查，或鑒定已知成分的合金是否存在非磁性的ηl相。

❸ 永磁合金的用途

永磁合金是一種重要的，現代工業和科學技術不可缺少的功能材料。人們利用磁能與磁能、磁能與電能的相互作用，將磁能轉換成電能或機械能；利用磁場對物質的作用，改變物質的微觀結構，促進節能和環保作用等。在所有這些裝置或器件中永磁合金都擔當著重要的功能作用。
其主要用途有：(1)機電設備和裝置。主要包括：各種永磁電動機如直流(整流式和無刷)電機、同步電機、回轉和線性電機、伺服電機、轉矩或步進電機；各種永磁發電機如交流發電機、輔助勵磁機、多相同步機、點火或其他脈沖發電機等；各種機電制動器如列印機打字頭驅動器、計算機軟盤驅動器(也稱音圈電機VCM)、激光聚焦與跟蹤器(用於激光唱盤、錄像機、數據處理機)。飛機測位制動器、機器人等；動圈式電表及斷路器、微型位移繼電器等。
(2)聲波換能器。包括：各種發聲器，如揚聲器、耳機、電話受話器、電鈴、蜂鳴器及超聲波發聲器等；聲音接收器，如話筒、超聲波拾音器；以及聲像拾音器等。
(3)磁力機械。主要利用磁力的吸引與排斥作用製作：夾持和提升裝置，如電磁起重機、機床夾盤和夾具、冰箱門封、廣告標記和玩具；牽引裝置，如傳送帶、選礦機、復印機磁鼓；耦合器，如同步扭矩聯軸節、磁水泵、線性跟隨器、油浮標等；磁軸承和磁懸浮，如無源電度表、超速離心器、陀螺儀、衛星動能輪、渦流分子泵、磁懸浮車輛等。
(4)微波裝置。製作各種功率管(如磁控管、行波管和調速管)用脈沖位置調整聚焦裝置，正交場放大器，波導裝置和粒子加速器等。
(5)感測器和電信號轉換器。包括永磁轉換器(感應器和霍爾效應儀)及物理量(位置，速度，加速度，流量，壓力，溫度等)測量感測器。
(6)醫用電子儀器和生物工程。有核磁共振成像裝置、牙科添料、起搏器、人工心臟泵、診斷用儀器及微型助聽器等。
(7)其他方面。有磁鎖，磁性寶石，除蠟器，汽車減煙節油器等。

❹ 如何設計稿磁導率的fe-ni合金和具有恆磁導率的fe-ni合金

具有鐵磁性的非晶態金合金又稱鐵磁性金屬玻璃或磁性玻璃（Glassy Alloy），它具有高的飽和磁化強度、低的矯頑力、高的磁導率以及大的磁致伸縮系數。為了敘述方便，以下均稱為非晶態合金。非晶態合金的磁損耗比其它已知的晶態合金低。非晶合金的電阻率比同類晶態合金高，且電阻率溫度系數為較小的負值，因而可以大大降低材料的渦流損耗。超薄非晶合金帶，其高頻性能極佳，在1MHz高頻下，5.5μm厚的非晶合金鐵芯的損耗為高頻鐵氧體的2/5，僅為超坡莫合金的1/3。
對於非晶軟磁合金，按應用磁性可將其分為高飽和磁感應強度和高磁導率非晶軟磁合金兩大類。
按照其主要組成部分來分，則可以劃分為：（1）具有高飽和磁感應強度的Fe基軟磁合金；（2）具有中等飽和磁感應強度和良好軟磁性能的Fe-Ni基非晶合金；（3）具有飽和磁致伸縮系數接近於零的優異軟磁性能的鈷基合金。
鐵基非晶鐵芯：在幾乎所有的非晶合金鐵芯中具有最高的飽和磁感應強度(1.45T～1.56T),同時具有高導磁率、低矯頑力、低損耗、低激磁電流和良好的溫度穩定性和時效穩定性。主要用於替代硅鋼片,作為各種形式、不同功率的工頻配電變壓器、中頻變壓器，工作頻率從50Hz到10KHz；作為大功率開關電源電抗器鐵芯,使用頻率可達50KHz。
鐵鎳基非晶鐵芯：中等偏低的飽和磁感應強度(0.75T),高導磁率,低矯頑力,耐磨耐蝕,穩定性好。常用於取代坡莫合金鐵芯作為漏電開關中的零序電流互感器鐵芯。
鈷基非晶鐵芯：在所有的非晶合金鐵芯中具有最高的磁導率,同時具有中等偏低的飽和磁感應強度(0.65T),低矯頑力、低損耗、優異的耐磨性和耐蝕性、良好的溫度穩定性和時效穩定性,耐沖擊振動。主要用於取代坡莫合金鐵芯和鐵氧體鐵芯製作高頻變壓器、濾波電感、磁放大器、脈沖變壓器、脈沖壓縮器等應用在高端領域。

❺ 高溫合金如何設計

一、變形高溫合金

變形高溫合金是指可以進行熱、冷變形加工，工作溫度范圍-253～1320℃，具有良好的力學性能和綜合的強、韌性指標，具有較高的抗氧化、抗腐蝕性能的一類合金。按其熱處理工藝可分為固溶強化型合金和時效強化型合金。

1、固溶強化型合金

使用溫度范圍為900～1300℃，最高抗氧化溫度達1320℃。例如GH128合金，室溫拉伸強度為850MPa、屈服強度為350MPa；1000℃拉伸強度為140MPa、延伸率為85%,1000℃、30MPa應力的持久壽命為200小時、延伸率40%。固溶合金一般用於製作航空、航天發動機燃燒室、機匣等部件。

2、時效強化型合金

使用溫度為-253～950℃，一般用於製作航空、航天發動機的渦輪盤與葉片等結構件。製作渦輪盤的合金工作溫度為-253～700℃,要求具有良好的高低溫強度和抗疲勞性能。 例如：GH4169合金，在650℃的最高屈服強度達1000MPa；製作葉片的合金溫度可達950℃，例如：GH220合金，950℃的拉伸強度為490MPa，940℃、200MPa的持久壽命大於40小時。

變形高溫合金主要為航天、航空、核能、石油民用工業提供結構鍛件、餅材、環件、棒材、板材、管材、帶材和絲材。

二、鑄造高溫合金

鑄造高溫合金是指可以或只能用鑄造方法成型零件的一類高溫合金。其主要特點是：

1. 具有更寬的成分范圍 由於可不必兼顧其變形加工性能，合金的設計可以集中考慮優化其使用性能。如對於鎳基高溫合金，可通過調整成分使γ』含量達60%或更高，從而在高達合金熔點85%的溫度下，合金仍能保持優良性能。

2. 具有更廣闊的應用領域 由於鑄造方法具有的特殊優點，可根據零件的使用需要，設計、製造出近終形或無餘量的具有任意復雜結構和形狀的高溫合金鑄件。

根據鑄造合金的使用溫度，可以分為以下三類：

第一類：在-253～650℃使用的等軸晶鑄造高溫合金 這類合金在很大的范圍溫度內具有良好的綜合性能，特別是在低溫下能保持強度和塑性均不下降。如在航空、航天發動機上用量較大的K4169合金，其650℃拉伸強度為1000MPa、屈服強度850MPa、拉伸塑性15%；650℃，620MPa應力下的持久壽命為200小時。已用於製作航空發動機中的擴壓器機匣及航天發動機中各種泵用復雜結構件等。

第二類：在650～950 ℃使用的等軸晶鑄造高溫合金 這類合金在高溫下有較高的力學性能及抗熱腐蝕性能。例如K419合金，950℃時，拉伸強度大於700MPa、拉伸塑性大於6%；950℃，200小時的持久強度極限大於230MPa。這類合金適於用做航空發動機渦輪葉片、導向葉片及整鑄渦輪。

第三類： 在950～1100℃使用的定向凝固柱晶和單晶高溫合金 這類合金在此溫度范圍內具有優良的綜合性能和抗氧化、抗熱腐蝕性能。例如DD402單晶合金，1100℃、130MPa的應力下持久壽命大於100小時。這是國內使用溫度最高的渦輪葉片材料，適用於製作新型高性能發動機的一級渦輪葉片。

隨著精密鑄造工藝技術的不斷提高，新的特殊工藝也不斷出現。細晶鑄造技術、定向凝固技術、復雜薄壁結構件的CA技術等都使鑄造高溫合金水平大大提高，應用范圍不斷提高。

三、粉末冶金高溫合金

採用霧化高溫合金粉末，經熱等靜壓成型或熱等靜壓後再經鍛造成型的生產工藝製造出高溫合金粉末的產品。採用粉末冶金工藝，由於粉末顆粒細小，冷卻速度快，從而成分均勻，無宏觀偏析，而且晶粒細小，熱加工性能好，金屬利用率高，成本低，尤其是合金的屈服強度和疲勞性能有較大的提高。

FGH95粉末冶金高溫合金，650℃拉伸強度1500MPa；1034MPa應力下持久壽命大於50小時，是當前在650℃工作條件下強度水平最高的一種盤件粉末冶金高溫合金。粉末冶金高溫合金可以滿足應力水平較高的發動機的使用要求,是高推重比發動機渦輪盤、壓氣機盤和渦輪擋板等高溫部件的選擇材料。

四、氧化物彌散強化（ODS）合金

是採用獨特的機械合金化(MA)工藝，超細的(小於50nm)在高溫下具有超穩定的氧化物彌散強化相均勻地分散於合金基體中，而形成的一種特殊的高溫合金。其合金強度在接近合金本身熔點的條件下仍可維持，具有優良的高溫蠕變性能、優越的高溫抗氧化性能、抗碳、硫腐蝕性能。

目前已實現商業化生產的主要有三種ODS合金：

MA956合金 在氧化氣氛下使用溫度可達1350℃，居高溫合金抗氧化、抗碳、硫腐蝕之首位。可用於航空發動機燃燒室內襯。

MA754合金 在氧化氣氛下使用溫度可達1250℃並保持相當高的高溫強度、耐中鹼玻璃腐蝕。現已用於製作航空發動機導向器蓖齒環和導向葉片。

MA6000合金 在1100℃拉伸強度為222MPa、屈服強度為192MPa；1100℃，1000小時持久強度為127MPa，居高溫合金之首位，可用於航空發動機葉片。

五、金屬間化合物高溫材料

金屬間化合物高溫材料是近期研究開發的一類有重要應用前景的、輕比重高溫材料。十幾年來，對金屬間化合物的基礎性研究、合金設計、工藝流程的開發以及應用研究已經成熟，尤其在Ti-Al、Ni-Al和Fe-Al系材料的制備加工技術、韌化和強化、力學性能以及應用研究方面取得了令人矚目的成就。

Ti3Al基合金（TAC-1），TiAl基合金（TAC-2）以及Ti2AlNb基合金具有低密度（3.8～5.8g/cm3）、高溫高強度、高鋼度以及優異的抗氧化、抗蠕變等優點，可以使結構件減重35～50%。 Ni3Al基合金，MX-246具有很好的耐腐蝕、耐磨損和耐氣蝕性能，展示出極好的應用前景。Fe3Al基合金具有良好的抗氧化耐磨蝕性能，在中溫（小於600℃）有較高強度，成本低，是一種可以部分取代不銹鋼的新材料。

❻ 如何設計一個電磁能量收集裝置

電磁能收集，可以參考一下楞次定律是一條電磁學的定律，從電磁感應得出感應電動勢的方向。其可確定由電磁感應而產生之電動勢的方向。它是由俄國物理學家海因里希·楞次在1834年發現的。
感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。
注意：「阻礙」不是「相反」，原磁通量增大時方向相反，原磁通量減小時方向相同；「阻礙」也不是阻止，電路中的磁通量還是變化的.

主要是設計一個線圈，來感應磁場的變化，再通過一個小型的電橋，輸入到電池進行儲存電力。

❼ 磁鐵如何進行隔磁屏蔽

1、一般屏蔽方法：鐵板屏蔽磁場。

2、磁屏蔽需要高導磁率材料，滿足這種要求的材料是鐵鎳合金，這種材料具有很高的磁導率。

3、當需要屏蔽的磁場很強時，僅用單層屏蔽材料，不是達不到屏蔽要求，就是會發生飽和。這時，一種方法是增加材料的厚度。

4、更有效的方法是使用組合屏蔽，將一個屏蔽體放在另一個屏蔽體內，它們之間留有氣隙。氣隙內可以填充任何非導磁率材料做支撐，如鋁。組合屏蔽的屏蔽效能比單個屏蔽體高得多，因此組合屏蔽能夠將磁場衰減到很低的程度。

(7)合金用磁場裝置的設計擴展閱讀

對於屏蔽體來說，所選擇的材料的類型對其性能和成本影響極大。在設計屏蔽體時有一點是重要的，就是要深入了解普通使用的不同屏蔽合金的特性。對這些不同性能的理解就可使你選擇合適的材料，去滿足目標要求。

磁屏蔽材料要根據各自的特性進行選擇，特別是磁導率和磁飽和性能。由於在變更低頻磁場方向的效能，所以高磁導率材料（比如含80%的鎳合金Mumetal,這是一種高磁導率鐵鎳合金）是經常使用的屏蔽材料。

這些合金可滿足MIL－N－14411C部分1和ASTMA753－97樣式4的要求。其可得到的相對較薄的厚度為0.002到0.125英寸，並極易被有經驗的屏蔽加工者加工出來。

❽ 傳說中的磁軌炮 就下圖而言原理是什麼 如果想做出一個這樣的裝置 要怎麼做 求教啊！！

材料：

1、導軌，沒有任何特殊的地方，只要不是鐵的，足夠直，足夠光滑就行。家裡最容易找到的就是傢具上用的那種塑料凹槽或鋁合金凹槽。

2、大小相同的鋼珠3N+1顆，沒有磁性。

3、強力磁鐵N塊，用方形的或圓柱形的最好，便於固定。只要導軌夠長，多少塊都可以。

製作：

N塊磁鐵分開相同的距離放在導軌上，磁鐵的南北極順著導軌的方向，用熱熔膠或萬能膠固定磁鐵（不固定也可以，但是容易彈飛，而且你每次都要重新擺放）。膠水干透之後把鋼珠擺上去，靠磁力吸在磁鐵上。磁鐵之間的距離要根據磁鐵的磁力強度和導軌的光滑程度來決定，你可以在固定磁鐵之前先試驗幾次，找出最佳距離。

另外需要注意的是，最好確保磁鐵的中心跟鋼珠的球心在同一高度，這樣可以最大限度地發揮磁力的效果。最省事的做法是選擇大小合適的磁鐵，如果是方形的，邊長要和鋼珠的直徑一樣，如果是圓柱形的，底面直徑要和鋼珠直徑一樣。如果磁鐵比鋼珠的直徑小，那就要在固定磁鐵的時候給它墊高一點。

原理：

第一顆鋼珠被第一塊磁鐵吸引，越接近磁鐵，磁力越大，所以加速度越來越大，碰到磁鐵的時候鋼珠實際上已經加速到很高的速度，只不過人眼看不清楚而已，用高速攝影機放慢800倍就可以看見這個加速過程（見上面的圖）。在撞到磁鐵的瞬間，根據動量守恆原理，鋼珠的動量完全傳遞給第一組的最後一顆鋼珠，於是最後一顆鋼珠以同樣大的速度離開，接著受到第二塊磁鐵的吸引，再次加速到更高的速度。這樣一直下去，最後一組的最後一顆鋼珠可以達到非常高的速度，可以射穿報紙。

❾ 超強磁場的強磁場的應用

六十年代發現了實用超導材料，八十年代出現了性質優良的釹鐵硼永磁材料，使人們可以不耗費很大的電功率獲得大體積持續的強磁場，發展超導與永磁強磁場技術是20世紀下半葉電工新技術發展的一個重要方面。在各國高能物理、核物理、核聚變，磁流體發電等大型科技計劃推動下，整個技術得到了良好的發展。低溫鈮鈦合金及鈮三錫復合超導線與釹鐵硼永磁材料已形成產業，可進行批量生產。人們已研製成功了15特斯拉以下各種場強，各種磁場形態，大體積的可長期可靠運行的強磁場裝置，積極推進著強磁場在各方面的應用。
1998年3月投入運行的日本名古屋核融合科學研究所的核聚變研究用的大型螺旋裝置（LHD）是當今超導磁體技術水平的典型代表。裝置本體外徑13．5m，高8.8m，總重約1600t，其中4.2K冷重約850t。它有兩個主半徑3．9m，平均小半徑0．975m，繞環10圈的螺旋線圈，三對內徑分別為3.2、5．4和10．8m的極向場螺管線圈，中心磁場前期為3特斯拉（4.2K），後期為4特斯拉（1．8K），磁場總儲能將達16億J。超導強磁場裝置需在液氦溫度下運行，從使用出發，努力減少漏熱以降低液氦消耗和研製配備方便可靠的低溫製冷系統有著重要的意義。經不斷努力改進，一些零液氦消耗和無液氦的超導磁體系統已在可靠的使用，它們只需配有小型的製冷裝置即可持續運行，不需專人維護，使應用范圍大大擴大。
中國在超導與永磁磁體技術方面也進行了長期持續的努力，奠立了良好基礎，研製成多台實用磁體系統，有些已在使用，具備了按照需求設計建造所需強磁場裝置的能力。中國科學院電工研究所研製成功的磁流體發電用鞍形二極超導磁體系統（中心磁場4特斯拉，室溫孔徑0．44m，磁場長1m，磁場儲能8.8兆焦耳）和空間反物質探測譜儀用大型釹鐵硼永久磁體（中心磁場0.13特斯拉，孔徑1.lm，高0.8m）代表著中國當今的技術水平，無液氦磁體系統的研製工作也在積極進行中。
隨著超導與永磁強磁場技術的成熟，強磁場的多方面應用也得到了蓬勃發展，與各種科學儀器配套的小型強磁場裝置已形成了一定規模的產品，做為磁場應用技術的核磁共振技術，磁分離技術與磁懸浮技術繼續開拓著多方面的新型應用，形成了一些新型產品與樣機，磁拉硅單晶生長爐也成為產品得到了實際應用。
醫療用磁成像裝置已真正成為一定規模的產業，全世界已有幾千台超導與永磁磁成像裝置在醫院使用，中國也有永磁裝置在小批量生產，研製成功了幾台0．6—1．0特斯拉的超導裝置。用於高嶺土提純的超導高梯度磁選機已有十餘台在生產運行，磁拉硅單晶生長爐也已開始使用，但尚未形成規模，中國科學院電工研究所與低溫工程中心曾在九十年代初研製成功超導磁分離工業樣機，試製成功了兩套單晶爐用超導磁體系統，為產品的形成奠定了基礎。
總起來說，超導與永磁磁體技術已經成熟到可以提供不同場強，形態的大體積強磁場裝置，開始形成了相應的高技術產業，但大規模產業的形成與發展還有賴於積極地進一步開拓強磁場應用，特別是可能形成大規模市場產品的開拓，根據不完全的了解，目前主要進行的工作有：
1 在材料科學方面
⑴熱固性高分子液晶材料強磁場下的性能及應用。國際上在0～15特斯拉磁場范圍內對高分子液晶材料的取向行為、熱效應、磁響應特性、固化成型過程等方面進行了研究，並作其力學性能和磁場的關系的定量分析，應用前景十分看好。
⑵功能高分子材料在強磁場作用下的研究。國際上高電導率的高分子材料、防靜電及防電磁輻射高分子材料的研究和應用取得了很大進展，某些材料纖維的電導率經強磁場處理後，可達銅電導率的1/10，是極具潛力的二次電池材料。在防靜電服和隱形技術方面電磁波吸收材料已用於軍工領域。
⑶強磁場下金屬凝固理論與技術研究。
⑷NdFeB永磁材料的強磁場取向。在NdFeB永磁材料加壓成型過程中，採用4～5特斯拉強磁場取向，可大大提高性能，國外已開始實際應用。
2 在生物工程與醫療應用方面
⑴血液在強磁場下性能的改變及對生物體的影響。國際上研究了人體及動物的全血的強磁場下的取向行為及其作用的主體——血紅細胞的作用機制；血液在強磁場下流變性能的變化；血纖維蛋白質在強磁場下的活性變化及對生物代謝作用的影響；人血在強磁場中所受磁力、磁懸浮特性和光吸收特性。
⑵蛋白質高分子在強磁場下的特性及其應用。國際上研究了磷脂中縮氨酸在強磁場下的取向作用；肌肉細胞蛋白質在磁場中的磷代謝過程；神經肽胺酸在強磁場下的結構改變及蛋白質醯胺與氫的交換等。
⑶醫療應用。除繼續發展人體成像系統外，近年來國際上還研究了在4—8特斯拉強磁場下血纖維蛋白質的活性以及對血管中血栓溶解的影響；強磁場及磁場梯度對血纖維蛋白的溶解過程的影響；強磁場對動物血細胞的活性及其對心肌保護特性的影響；外加磁場對血小板流動性能的影響及其在醫療上的應用等。
3 在工業應用方面
除繼續積極進行強場磁分離技術、磁懸浮技術的發展與應用外，近年來，國際上還研究了磁場對石油滯粘性能的影響及對原油的脫蠟作用；研究了磁場對水的軟化作用及改善水質的作用；研究了外加磁場對改善燃油燃燒性能及提高燃值的作用；通過在強磁場中的取向提高金屬材料的強度和韌性；通過表面吸出排除雜質、提高金屬質量等。
4 在農業應用方面
國際上研究了外磁場對農作物種子的萌發與生長的影響及其作用機制；研究了磁場與農作物種子的萌發與生長的定量關系；研究了磁場與促進萌發與生長有密切關系的酶的活性與代謝作用；研究了生物酶在磁場下的合成作用以及對作物遺傳變異的影響；研究了磁化水對促進作物生長的作用及磁性肥料的研究和應用。
隨著強磁場技術與裝備的進一步完善，已有應用的進一步發展和積極開拓新應用，特別是具有大規模市場前景的產品的發展，可以期望，21世紀中強磁場應用將發展成為一個強有力的新興產業。

❿ 合金帶磁鐵嗎

磁鐵的成分是鐵、鈷、鎳等原子，其原子的內部結構比較特殊，本身就具有磁矩。磁鐵能夠產生磁場，具有吸引鐵磁性物質如鐵、鎳、鈷等金屬的特性。
常將兩種或兩種以上的金屬元素或以金屬為基添加其他非金屬元素通過合金化工藝（熔煉、機械合金化、燒結、氣相沉積等等）而形成的具有金屬特性的金屬材料是合金。但合金可能只含有一種金屬元素，如鋼。
這里我們需要注意，合金不是一般概念上的混合物，甚至可以是純凈物，如單一相的金屬互化物合金，所添加合金元素可以形成固溶體、化合物，並產生吸熱或放熱反應，從而改變金屬基體的性質。
合金的生成常會改善元素單質的性質，例如，鋼的強度大於其主要組成元素鐵。合金的物理性質，例如密度、反應性、楊氏模量、導電性和導熱性可能與合金的組成元素尚有類似之處，但是合金的抗拉強度和抗剪強度卻通常與組成元素的性質有很大不同。這是由於合金與單質中的原子排列有很大差異。
少量的某種元素可能會對合金的性質造成很大的影響。例如，鐵磁性合金中的雜質會使合金的性質發生變化。
不同於純凈金屬的是，多數合金沒有固定的熔點，溫度處在熔化溫度范圍間時，混合物為固液並存狀態。因此可以說，合金的熔點比組分金屬低。參見低共熔混合物。常見的合金中，黃銅是由銅和鋅的合金；青銅是錫和銅的合金，用於雕像、裝飾品和教堂鍾。一些國家的貨幣都會使用合金（如鎳合金）。