绝磁材料[精选5篇]

第一篇：绝磁材料

绝磁材料

有什么材料可以隔绝磁性呢。

将一块磁铁用金属盒子罩起来，即磁屏蔽。

磁屏蔽

磁屏蔽理论和实践

引言

在低频（DC到100KHz）磁屏蔽中，设计低成本屏蔽体的最关键因素是对磁屏蔽的透彻理解。其目的是要达到减少所规定的磁场，这样使其对所屏蔽的器件或系统不形成威胁。一旦这一目标被确定，就应考虑会影响到屏蔽体的低成本设计的一些基本设计因素。这些包括：

材料的选择、主要设计参数和加工工艺。材料的选择

对于屏蔽体来说，所选择的材料的类型对其性能和成本影响极大。在设计屏蔽体时有一点是重要的，就是要深入了解普通使用的不同屏蔽

合金的特性。对这些不同性能的理解就可使你选择合适的材料，去满足目标要求。

磁屏蔽材料要根据各自的特性进行选择，特别是磁导率和磁饱和性能。由于在变更低频磁场方向的效能，所以高磁导率材料（比如含80

％的镍合金Mumetal,这是一种高磁导率铁镍合金）是经常使用的屏蔽材料。这些合金可满足MIL－N－14411C部分1和ASTM A

753－97样式4的要求。其可得到的相对较薄的厚度为0.002到0.125英寸，并极易被有经验的屏蔽加工者加工出来。

在需要于极小空间内降低磁场时，典型上使用这些合金。在需要提供比要求更高屏蔽时，或是磁场强度（在较高场强时更为典型）需要具

有更高饱和值材料时，这些材料常被选中。

在屏蔽目标仅需要稍微减少场强时（减少1～1／4），或是当场强足以使高磁导率屏蔽体饱和时，超低碳钢（ULCS）可能是最佳的

选择。这些较低成本材料的碳含量典型小于0.01％；与其它钢相比，其有较高的磁导率和极优的饱和性能。这些材料具有较小的柔韧性，并比

硅钢较容易制造，这就允许在大面积屏蔽项目中容易安装和以同样的方式加工出小型组件。ULCS可与高磁导率材料一起使用，以为需要高

饱和保护和高衰减等级建立最佳的屏蔽体。

对于低温用的屏蔽体，Cryoperm 10（为德国Vaccumschmelze GmbHg公司的注册商标）为一种最佳选择。与Mumetal一样，Cryoperm

10也是一种高磁导率镍铁合金，它是经特殊加工而成的，以提供在降低温度时磁导率增加。标准的屏蔽合金（比如Mumetal）在低温时就

失去了其大部分磁导率。但是Cryoperm10可在77.3到4.2°K时的磁导率却增加10倍。表1示出了最常用的屏蔽材料的磁导率饱和值的比

较。

饱和磁导率材料（高斯）

μ（最大）

μ（40）

Amumetal（80%镍）

8，000 400，00 60，000

Amunickel（48%镍）

15，000 150，000 12，000

Cryoperm10 9，000 250，000 65，000

超低碳钢

22，000 4，000 1，000

表1 由于材料的成本占屏蔽体价格的一半，所以使用较薄的尺寸能满足所要求的屏蔽特性和结构性能是最好了。厚度为0.002到0.010英寸的箔材是最低成本的选择。这些箔材能以同等的化学组分和性能特性获得，并可作为标准的以镍为基础的和ULCS材料。

设计低成本屏蔽体的最重要的一步，就是对这些典型屏蔽材料特性及其对屏蔽性能影响的了解。一旦合适的材料被选中，其重点要集中于基本的设计考虑，以使其不但性能最佳，而且对成本的影响最小。设计考虑

大部分屏蔽体用的公式和模型的开发是基于圆形或无限长的圆柱体几何形状的。在实际应用中，所给定屏蔽体的实践形状由器件结构和屏蔽体自身的可利用空间所决定。在设计一屏蔽体时，要了解的重要的结构是，要使磁力线旋转90°是困难的。但是，圆形屏蔽体，比如要改变圆柱体或是具有圆形角的盒体的磁力线的方向要比具有方形角的屏蔽体容易一些。类似地，对于包容已进入屏蔽材料的磁力线并改变其方向，圆角要比尖角好一些。保持可提供低磁阻路径的屏蔽体形状简单或磁场运动的“最低磁阻路径”是很重要的。

屏蔽体的尺寸在屏蔽效率和成本方面的重要性极大。屏蔽体的有效半径越小，其整体性能就越好。但是，设计屏蔽体的目的是使其包络试图屏蔽的组件和空间，并应该靠得很近。由于材料占屏蔽体设计的大部分成本，因此较小屏蔽体就可以在较低成本下获得较优的性能。

每当有可能，屏蔽体应与所有壁靠近，以避免场泄漏。这种结构（即使是矩形）也是最接近于圆形的，它可以建立一个半闭合的磁路。另外，全部箱体可在所有轴上获得屏蔽特性，这样就可以保证最好的屏蔽性能。当特殊的性能和进出口需要时，可移动的盖板、罩和门均可组合到屏蔽体设计中去。

在利用盖板、罩和门时或使用两块或多块板构建屏蔽体时，在多块板间保持磁连续性和电接触是很重要的。可通过机械式（利用磨擦组件）或焊接保持磁连续性。在拐角或过渡连接，使用焊接可获得最佳性能。维持表面间的连续性就可以保证磁力线连续沿其低磁阻路径前进，这样可以提高屏蔽效能。在交流场，保持磁连续性就允许较高的感应电流屏蔽，在直流场，对于适当的磁力线分路，连续性也是重要的。

如果你不能靠近屏蔽体的一端或两端，要特别注意开端的长一直径比。屏蔽体的这种长—直径比至少应为4：1，以避免“端接效应”和磁力线穿透屏蔽体范围。经验法则是，屏蔽体需要延伸到器件的外部，这样可以用与开孔半径相等部分进行保护。由于增加了屏蔽体的长度同时保持直径不变，就可以用无限长圆柱体模型进行近似。当圆柱型或矩形屏蔽体需要大的开孔时，垂直于屏蔽体壁的的管可用于由于开孔而引起屏蔽体的磁场强度的减少。管的长度应正比于所屏蔽的开孔的直径。

在设计过程早期就应考虑这些问题，可使这些主要设计参数对屏蔽体的成本影响较小。但是，这些因素要比材料本身对屏蔽体性能的影响要大。这样，在设计屏蔽体时，最先保证这些基本参数通常是需要的。生产技术

一种好的屏蔽体设计要涉及到加工过程，其可提供所需要的结构和特性。在过去，大部分磁屏蔽体是用标准的精密片状金属加工技术通过剪切、穿孔、成型和焊接加工出来的。现在，利用先进的激光切割系统，个别部件的剪切和计算机化的数字控制冲孔都由一步激光切割技术所代替。主要的屏蔽元件的一步加工技术可使加工时间更快和降低加工成本，而无须高成本的加工方法。特别是对于型材和特殊设备（比如专用切割和系列化），这种过程可为屏蔽设计者提供更大的灵活性。

利用母材并使用缝隙和连接点的氩弧焊或叠层缝隙的点焊，就可以组装多个屏蔽元件。氩弧焊可使组装的屏蔽体得到最佳化的磁连续性，它可用于使用高屏蔽性能方面。对于大部分应用，与氩弧焊相比，法兰和叠层连接的点焊可获得更高级的磁连续性。

为使典型的屏蔽合金（如Mumetal）达到最佳性能，还要进行特殊的被称为氢退火的热处理循环。一旦所有加工过程完成，就可以进行退火过程。但在退火以后，对屏蔽体进行冲击和振动试验，将降低材料的性能。严格遵守所规定的退火周期，不但能保证获得最佳磁屏蔽性能，而且还可以将未退火材料的磁导率平均提高40倍。结论

对所规定的屏蔽任务的了解有助于最好的材料、结构和加工艺的选择。这种评价可在最佳成本下保持最好的屏蔽性能

参考资料：http://zhidao.baidu.com/question/49859583.html?si=1

绝磁材料的产生将有何意义

答案

电磁屏蔽的作用是切断电磁波的传播途径，从而消除干扰。在解决电磁干扰问题的诸多手段中，电磁屏蔽是最基本和有效的。用电磁屏蔽的方法来解决电磁干扰问题的最大好处是不会影响电路的正常工作，因此不需要对电路做任何修改。应用领域： 工业生产领域、航空航天、石油勘测、医疗设备、物理研究、航海、计算机、通信、汽车、军事、CRT显示器屏蔽、墙体和房屋等屏蔽 应用方式： 磁屏蔽材料可用于屏蔽磁场干扰源，防止电磁辐射产生 磁性屏蔽材料用于屏蔽敏感部件或设备，防止磁场干扰设备或系统的正常工作屏蔽原理： 磁场由磁体产生，由磁体的N极指向S极，在磁体的外部形成闭合的形式，距离辐射源越近，磁场强度越强。磁场的屏蔽的原理是利用磁性屏蔽材料，改变磁场的方向，由于磁场通过低磁阻的通路被旁路掉，因此可保证被屏蔽的物体不受磁场的干扰影响。利用磁性屏蔽材料可以给磁场提供一个低磁阻的磁通路，需要选择怎样的材料，提供什么样的通路，应与被保护位置处的磁场强度有关，磁场越强，磁通路的磁阻越低，磁导率越高，也就是说磁性材料的选择与被屏蔽处的磁场有密切的关系，因此在进行磁性屏蔽设计之前，首先需要进行现场的磁场强度测试，根据绘制的测试结果图进行磁性屏蔽材料、厚度、尺寸等选择与设计。

微纳米和微米木纤维理论研究的现状与工业化前景

战丽 杨春梅 马岩

东北林业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150040

文章摘要: 微纳米和微米木纤维技术是近代高科技技术与木材工业结合的集中体现。本文综合介绍了国产外微纳米和微米木纤维理论研究现状，阐述了微纳米和微米木纤维理论的应用在我国的工业化前景。(共3页)

文章关键词: 微纳米技术 微米木纤维 工业化前景 发展趋势 微纳米材料 木材工业 木材微纳米胶合化学 现状

文章快照:

维加工出来以后，机械高得浆率的优点就可以得到实现，我们就可以不必用化学的方法分离纤维，从而避免造成污染和能源、水、出浆率的浪费，并利用微纳米技术形成造纸纤维的高得浆率方法。同时，小造纸的污染问题也可以得到解决。林化产品的微纳米化学研究是微纳米技术在木材工业发展最有前途的产业。微纳米没有污染的木材造纸技术研究可能在近期就会出现突破，使用物理法制造催化剂可以彻底解决造纸的污染问题。木材在变成微纳米尺寸以后，木材的材料特异性质、尺寸效应及其变化机理和木材改性的显微结构关系可能使木材改性出现突破性进展。当木粉变成微纳米的粒度以后，原来木材理化指标都将发生变化。以木材液化为例，现在木材液化的成本非常高，几乎没有工业价值，而且传统木材液化的方法基本是以酚或多元醇在高温下进行的液化过程，有时还要以酸、碱为催化剂，造成相当严重的污染。如果将木粉用机械加工方法达到微纳米，则木材原来细胞的结构就完全发生了变化，木纤维、半纤维素、木质素在加工的过程中用机械的方法就可以分离出来。在细粉状态下进行木材液化可以改变木材液化的方式和成本，使木材液化真正工业化。在复杂木雕制品的加工中，采用RIM技术，利用直接CAD将微纳米木粉形成复杂木雕制品，则可能开创一种新的木材加工方法。利用木材细胞的自组装方式可以形成新的木基复合材料，并形成微纳米木基复合材料及其形成机理的新理论。微纳米无机／聚合物杂化木塑复合材、木材在微纳米状况下和高分子材料细胞结构重组、木基微纳米仿生材料主要的研究都将开创木材科学研究的新领域。微纳米木粉材料的工业化前途已经明朗，廉价、批量生产微纳米木粉材料的商业化环境已经形成。微纳米技术在木材工业上的突破将从微纳米木粉的大规模生产开始。木材微纳米胶合化学也是相当有应用前景的工业，微纳米木粉生产的无污染胶粘剂可能代替含甲醛的有毒胶，胶粘剂的绿色革命可能从木材的微纳米技术开始；木材表观微纳米摩擦学的表征与检测技术也将成为木材微纳米技术新的研究领域。微纳米阻燃材料作为木材的涂饰材料可能最廉价地解决木材的阻燃问题。木制磁材料和木制绝磁材料的研究将使磁材料和绝磁材料生产的成本下降。在微纳米材料中，木制微纳米粉的成本可能是最低的，木材的绝磁特性在这种材料中将得到充分的发挥，木材和磁性材料的亲和性以及低廉的成本为制造木制磁材料提供了条件。发光木材的开发也将依赖木材微纳米技术的开发；木制高强度薄膜产品将靠木材微米木纤维的高密度模压技术实现；高密度木制产品的强度可以和普通钢材相比拟；木基空腔体材料和多孔材料的制备技术也是木材微纳米技术的发展方向。由于微纳米技术是人类开拓的一个新的领域，微纳米新技术需要研究的方向层出不穷。微纳米林化合成新方法的研究包括木纤维、人造板微纳米贴面、木制空腔体材料和多孔材料的制备技术，木材微纳米材料的特异性质、木材微纳米尺寸效应及其机理以及与显微结构的关系，局域微纳米木粉化学的研究，微纳米木粉物理法制造催化剂和不使用酸及没有酸污染研究，微纳米人造板自组装材料及其形成机理研究，微纳米无机／聚合物杂化木基材料和微纳米生物仿生材料的研究。木材工业微纳米材料的工业化前提是廉价，批量生产的途径研究是关键技术。微纳米科技是多学科交叉、基础研究和应用开发紧密联系的高新技术，微纳米材料学、微纳米机械学、微纳米电子学、微纳米化学、微纳米生物学都将出现创造性的成果。这些成果都将推动木材微纳米技术的发展，将为我们人类创造一个新的未来。主要作者简介：战丽，东北林业大学博士生，讲师；马岩，东北林业大学教授，博士生导师。2003~第5期、。————————————_(0≥：’一l第31卷

第二篇：《磁是什么》教案

磁是什么

【教学目标】

1、知识与技能：

⑴知道磁在日常生活、工业生产乃至高科技领域有着重要作用 ⑵知道磁体有吸铁性和指向性

⑶知道磁极间的相互作用规律，会判断物体是否有磁性 ⑷知道磁体周围存在着磁场和磁场具有方向性

⑸知道磁感线，能用磁感线形象描述磁场

2、过程与方法：

⑴通过观察、思考、讨论等学习过程知道磁在生活、生产中的应用

⑵通过实验探究的方法认识磁体的吸铁性和磁极间的相互作用规律，知道如何用磁感线描述磁场

3、情感、态度与价值观：

⑴通过实验探究，体会探究实验的魅力和乐趣 ⑵通过了解我国古代的磁学成就，增强民族自豪感 【教学重点】

⑴正确认识磁铁及磁极间的相互作用规律 ⑵感知磁场，并会用磁感线描述磁场 【教学难点】

感知磁体周围存在磁场并会用磁感线描述磁场 【教学方法】

演示实验与学生探究实验相结合、分析 归纳

【教学器材】

条形磁体、蹄形磁体、铁块、铜块、铝块、硬币，铁钉，塑料尺，大头针，罗盘、磁针、铁架台、磁场立体分布模型等。

【教学过程】

一、引入新课：

同学们对于磁的认识并不陌生，其实，中国就是磁的故乡，而且中国还是世界上最早发明指南针的国家，对于磁铁，你知道生活中有哪些妙用吗？

二、新

授：

[活动一]实验探究：磁铁能吸引哪些物体？

学生利用桌面上的器材动手实验，用磁铁吸引身边的一些物体，如小刀、铅笔、钢笔、橡皮……

师：说一说磁铁能够吸引哪些物体？ 生：小刀、钢笔、铁制铅笔盒……

师：磁铁除了吸引钢铁，还能吸引钴、镍以及含有铁、钴、镍的物体。总结：

1、磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。

2、具有磁性的物体叫磁体。

教师指出，永磁体可以分为天然磁体和人造磁体，并用课件展示生活中常见的各种人造磁体，条形、蹄形、环形、磁针等。

[活动二]实验探究：磁铁各部分磁性一样强吗？

学生动手实验，用条形磁体上不同部位去吸引大头针或铁屑，感受磁体上各部分磁性的强弱。

师：通过实验，你觉得磁体上各部分的磁性一样强吗？ 生：不一样，两头最强，中间最弱。

总结：磁体上磁性最强的部分叫做磁极。[活动三]实验探究：怎样表示磁体的两个极呢? 演示：磁体的指向性，把一个小磁针放在桌面上，静止时指示南北。师：任何磁体都有两个极。

两个磁极中一个指南，叫南极，用“S”表示； 两个磁极中一个指北，叫北极，用“N”表示； 师：指南针为什么要指示南北呢？ 生：地球是一个大磁体。

课件展示:地磁场的分布情况，同时，给学生介绍地磁的南北和地理的南北正好相反，但不完全重合，有一个夹角叫磁偏角，这是我国的宋代沈括首先发现的。

[活动四]实验探究：如果把两个磁极靠近，会有什么现象呢？ 师：请同学们利用桌面上的器材动手实验

师：你得到了什么结论？

总结：同名磁极相斥，异名磁极相吸

师：人们利用这个规律制造了磁浮列车，起重机等。教师用课件展示图片

[活动五]实验探究：怎样让磁体获得磁性？

师：请同学们先用自己的铅笔刀吸引铁屑，然后把小刀在磁体上摩擦，再去吸引铁屑，你有什么发现？

学生动手实验……

师：（实验后）有什么发现？

生：原来没有磁性的小刀获得了磁性。教师演示：

总结：使原来没有磁性的物体得到磁性的 过程叫磁化。

指出：铁可以被磁化，但磁性很容易消失，我们把这种磁体叫做软磁体，而钢具有保持磁性的性质，因此钢是制造永磁体的好材料。

教师通过课件展示我国古代磁化的方法以及去磁的方法。

[活动六]实验探究：磁体的周围有什么？ 演示：①用手指接触小磁针，使其转动；

②用磁铁与小磁针相互靠近

第二次实验中是什么使小磁针转动起来的？ 生：力的作用是小磁针转动起来。

师：两个磁铁它们相互靠近并未接触，它们之间是怎样发生力的作用的呢？ 在磁体周围一定有东西在对小磁针起作用，这种东西是什么呢？ 由此引入磁场的概念。⑴磁场：磁体周围空间存在磁场

⑵磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生磁力的作用。师：磁体周围的磁场是什么样呢？

学生动手实验，在条形磁体的周围放若干小磁针，观察小磁针静止时的指向。并且用笔把北极的指向画出来。

师：你观察到了什么？如果我们想在多画几条曲线，怎么办？

生：在磁体的周围画出了有方向的曲线，如果想多画，可以增加小磁针的数量。

师：小磁针的数量多了放不下，不可能无限制的增加，因此，我们可以把小磁针变小，小到一个个铁粉……

演示：磁感线的分布

师：用笔把这些曲线画出来，就是磁感线。磁感线的特征：

①磁体周围的磁感线是有方向的，即北极出来，回到磁体的南极；

②磁感线可形象地描述空间的磁场的分布情况，磁感线的密疏程度反应了磁场的强弱；

③磁感线上每一点的磁场方向都跟该点的磁场方向一致； ④磁感线是不相交曲线。

⑤磁感线是立体分布的。（利用模型给学生演示）

教师指出：磁场是客观存在的，我们看不见也摸不着，但是我们可以通过它的一些现象来认识它、研究它。这正是科学的力量所在，这种研究物理问题的方法，我们叫转换法。

三、小

结：

本节课你有哪些收获？

四、作

业：

两个形状和大小完全相同的条形钢棒，一个有磁性，一个无磁性，不借助任何器材，如何知道哪个是有磁性的钢棒？

第三篇：磁论文

关于磁的学习心得体会

磁，一个既熟悉又陌生的词语。在我没有学习本课的时候，我一直对它似懂非懂，自认为对＂磁＂有不小的心得体会，但恐怕还说不出个所以然来；时至今日，在老师的讲座下，对其认识不知不觉中已是不同往日。对磁，磁性，磁场等（100）不同概念有了更深入的了解。

有人曾设想“如果物质没有磁性，空间没有磁场”，世界会变成什么样？

什么是磁性？简单说来，磁性是物质放在不均匀的磁场中会受到磁力的作用。在相同的不均匀磁场中，由单位质量的物质所受到的磁力方向和强度，来（200）确定物质磁性的强弱。因为任何物质都具有磁性，所以任何物质在不均匀磁场中都会受到磁力的作用。

在磁极周围的空间中真正存在的不是磁力线，而是一种场，我们称之为磁场。磁性物质的相互吸引等就是通过磁场进行的。我们知道，物质之间（300）存在万有引力，它是一种引力场。磁场与之类似，是一种布满磁极周围空间的场。

磁，没有磁就没有电磁波，各种可见光不能存在，各种热辐射不复存在，太阳的光和热能无法到达地球。世界只剩黑暗和冰冷。

如果磁场消失，发电机再转它也发不出电了，（400）电动机就是给他再高电压它也不能运转，家里需要点蜡烛照明，汽车不能电打火

并且没有磁性，喇叭也不会再响，包括所有扬声设备！手机 电话 等通信设施也会罢工！一切需要磁性来运行的设备 都将会停止工作！这样我们生活质量大大受到影响，（500）经济停留在第一次工业革命时代 人类将会退回 蒸汽时代！

地球磁场的存在，维持了地球的大气成份，有效地阻止了太阳风长驱直入，形成磁层，产生极光。从太阳发出的强大的带电粒子流（太阳风），会受到地磁场的作用发生偏转而偏离地球，成为地球（600）“保护伞”。它还影响无线电波的传播（with太阳黑子）远距离通讯。行军、航海利用地磁场对指南针的作用来定向，同时人们还可以根据地磁场在地面上分布的特征寻找矿藏。

那么磁有哪些作用呢？

磁被广泛应用于现代科学技术中,收音机,电视机,录音机,录像机,电话,电报,电子手表,电子显微镜,各类电表,磨床吸盘,恒磁和电磁起重吊头,物理探矿设备,电子计算机以及种类繁多的发电机,电动机等等,都要应用各种各样磁性材料.磁悬浮列车已在一些国家中问世,由于它减少了车轮和地面之间的撞击,因而行驶平稳,无空气污染。而且，如果人体长期顺着地磁的南北方向可使人体器官细胞有序化,产生生物磁化效应,使生物电得到加强,器官机能得到调整和增进,从而起到了良好的作用。

现在社会生活中，磁现象已经和人们的生活紧密相连了，我们的生活每时每刻都和磁性有关。没有它，我们就无法看电视、听收音机、打电话；没有它，连夜晚甚至都是一片漆黑。有好多的医疗设备都和磁有关系，想核磁共振，磁化杯，磁化水，录音机 电视机 收音机 mp4 汽车上的好多电子元件都有磁的物质，可以说磁技术已经渗透到了我们的日常生活和工农业技术的各个方面，我们已经越来越离不开磁性材料的广泛应用。

磁，真的无所不在！

虽然这个学期的课程已经结束了，它能带给我们的也很有限，但是更多的东西得靠我们自己去悟，去学习，去体会。科学世界千变万化，包罗万象。磁的世界，我们也只看到冰山一角，更多的秘密等待我们去发掘，让我们携手，去探索世界的奥秘！

第四篇：绝 句

绝

句

唐 – 杜甫

迟日江山丽，春风花草香。泥融飞燕子，沙暖睡鸳鸯。

臧桐

臧桐 – 摄于2011年

第五篇：磁功能复合材料

1．磁功能复合材料简介

磁性产品种类繁多，应用广泛，在军事装备电子化及高新技术产业发展中起着重要作用，磁功能复合材料仅是其中的一个分支。磁功能复合材料一般由粉末材料填充形成，体积含量为2~98%，而基体可以为金属、玻璃、聚合物等。磁功能复合材料可将磁能转化为机械能，也可以将机械能转化为磁能。从磁功能复合材料组成看，它是一种介于高分子材料和磁性材料之间的功能型材料，对于这类材料的研究我们称之为边缘科学或交叉科学。

磁功能复合材料是20世纪70年代发展起来的一种新型高分子功能材料，是现代科学技术领域的重要基础材料之一。磁功能复合材料按组成可分为结构型和复合型两种，结构型磁功能复合材料是指聚合物本身具有强磁性的磁体；复合型磁功能复合材料是指以橡胶或塑料为粘合剂与磁性粉末混合粘结加工而制成的磁体。

磁功能复合材料的主要优点是：密度小、耐冲击强度大，制品可进行切割、钻孔、焊接、层压和压花纹等加工，而且使用时不会发生碎裂。它可以采用一般塑料通用的加工方法（如注射、模压、挤出等）进行加工，易于加工成尺寸精度高、薄壁、复杂形状的制品，可成型带嵌件制品，对电磁设备实现小型化、轻量化、精密化和高性能化的目标起着关键的作用，因而越来越多为人们所重视，是一种很有前途的基础功能材料。

1.1结构型高分子磁性材料

作为结构型高分子磁性材料的磁功能复合材料最早是由澳大利亚的科学家合成的PPH聚合物(聚双-2,6-吡啶基辛二腈)。它具有耐热性好，在空气中加热至300℃亦不会分解的特点，但它不溶于有机溶剂，且加工成型比较困难。后来，美国科学家用金属钒和四氟乙烯塑料聚合制成磁性高分子，它可以在不高于77℃的温度下保持稳定的磁性，但这类聚合物尚处于探索阶段，离实用化还有一定的距离。

此类聚合物的设计有两条途径：（1）根据单畴磁体结构，构筑具有大磁矩的高自旋聚合物；（2）参考α-Fe、金红石结构的铁氧体，对低自旋高分子进行调整，从而得到高性能的磁性聚合物。常见的有聚苯硫醚-SO3体系、聚乙炔-AsF5体系以及二茂铁金属高分子有机磁性材料。日本东京大学物性研究所野忠教授等合成的“PPH·硫酸铁”有机高分子强磁性材料，是在澳大利亚科学家合成的PPH的基础上经改进制得的，能显示出较强的磁性。

我国对结构型高分子磁性材料的研究始于20世纪80年代中期，科研人员利用新型磁功能复合材料已研制出功率分配器、射频振荡器等15种磁性元器件，这些元器件具有高频信号损失小、温度系数低、相对密度低、体积小、易加工等特点，是电子信息领域较具有发展潜力的新型磁性材料。

1.2复合型高分子磁性材料 复合型磁功能复合材料现在已经实现商业化，它主要是由树脂及磁粉构成。其中树脂起粘结作用，磁粉是磁性的主要受体，目前用于填充的磁粉主要是铁氧体磁粉和稀土永磁粉。复合型功能复合材料特性又可分为两大类。

一类是磁性粒子最大易磁化方向是杂乱无章排列的，称为各向同性磁功能复合材料，这种复合材料的磁性能较低，一般有钡铁氧体类粘结磁体和Nd-Fe-B类稀土粘结磁体；另一类是在加工过程中通过外加磁场或机械力，使磁粉的最大易磁化方向顺序排列，称为各向异性磁功能复合材料，使用较多的是锶铁氧体磁功能复合材料。在相同材料及配比条件下，各向同性磁功能复合材料的磁性能仅为各向异性磁功能复合材料的1/2~1/3。（1）铁氧体类磁功能复合材料：制作各向异性功能复合材料的方法主要有磁场取向法和机械取向法。磁场取向法是将特定的磁粉与树脂、增塑剂、稳定剂、润滑剂等混合后，在混炼机中进行混炼、造粒，然后使用挤出机或注射剂成型，在成型的同时，外加一强磁场，使得磁粉发生旋转顺序排列，制成各向异性磁功能复合材料制品。机械取向法是应用特定的片状磁粉与树脂、增塑剂、稳定剂、润滑剂等混炼塑化后，用压延机使磁粉在机械力的作用下发生顺序排列取向。

（2）稀土类磁功能复合材料：填充稀土类磁粉制作的磁功能复合材料属于稀土类磁功能复合材料。稀土磁粉出现后，树脂粘结磁体飞速发展。作粘结剂的高分子主要是橡胶、热固性树脂和热塑性树脂。橡胶类粘结剂包括天然橡胶和合成橡胶，主要用于柔性复合磁体的制造，但与塑料相比，一般成型加工困难。热塑性粘结剂主要为聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯等。聚酰胺（PA）类最为常见，综合考虑机械加工性、耐热性、吸湿性，目前最常见的PA基体是尼龙

6、尼龙66等。日本一项专利用尼龙与聚烯烃复合树脂作基体粘结稀土磁粉所得材料，其熔体流动性有所增强，可以加工成形状相当复杂、磁性能也相当优越的磁体。

1983年日本开发了性能优良的稀土永磁材料Nd-Fe-B，几乎同时美国GM公司开发了用快淬法生产各项同性Nd-Fe-B磁粉的新工艺。之后该公司又与日本大同制钢公司合作，在原有MQP-A磁粉基础上，通过添加少量Nd，成工地开发出一种能用于180℃的超耐热磁粉，大大提高了Nd-Fe-B磁粉的工作温度。1990年，日本三菱材料公司利用稀土金属间化合物吸氢的特性开发出一种建立在全新构思基础上的HDDR法，用这种方法制得的粉末具有800KA/m以上的矫顽力，晶粒尺寸约为0.3μm。同时该方法通过在合金中添加Ga、Zr和Hf等微量元素，生产出各向异性磁粉，由该磁粉制成的粘结磁体，最大磁能积可达144KJ/m3。

Nd-Fe-B粘结磁体的成型工艺主要有：压缩成型、注射成型、挤出成型和压延法。其中应用最多的是压缩成型，其主要工艺过程是：将稀土磁粉进行表面包覆处理后与热固性树脂混合均匀，用750MPa的压力压缩成型，在150~170℃固化。通常使用液态双组份环氧树脂或酚醛树脂作粘结剂。稀土类磁功能复合材料与烧结稀土磁体相比，虽然在磁性和耐热性方面要差一点，但其成型性和力学性能优良，组装及使用方便，废品率低，这是烧结磁体无法比拟的。稀土类磁功能复合材料性能虽不如烧结稀土磁体，但却优于铁氧体磁体，而且各向异性Nd-Fe-B粘结磁体在尺寸、质量和性能等方面均较铁氧体类粘结磁体有明显优势。例如，HDD主轴电机改用Nd-Fe-B粘结磁体，等效质量可降低9/10以上。

2．磁功能复合材料的种类

磁功能复合材料可分为磁性橡胶、磁性塑料、磁性高分子微球、磁性薄膜等。磁性橡胶、磁性塑料在技术上已较为成熟，广泛用于电子仪表、通讯、日用品等诸多领域，对电磁设备实现小型化、轻量化、精密化和高性能化的目标起着关键的作用。磁性高分子微球、磁性聚合物膜是目前研究的热点。

2.1磁性塑料

磁性塑料是一种重要的功能材料。通过改变高分子聚合物基体和磁性填充物的种类，可以充分体现各组分的特性及整体效应，获得满足不同应用要求的磁性塑料。直接填充法是制备磁性塑料最常用的方法，操作简单，经济实用。但用该法制备纳米磁性物质/高分子聚合物复合材料时，极易形成较大粒径的团聚体，这样磁性塑料中的纳米物质很难发挥其独特作用。可通过以高分子微球的形式，将纳米铁氧体引入到高分子聚合物基体中，组成新的磁性物质填充体系，赋予纳米铁氧体在聚合物基体中更佳分散性。

同传统烧结型磁性材料相比，磁性塑料具有如下特点：

（1）磁性塑料在成型加工中，制品收缩率小，可以生产高精度的产品，不需再用机械加工，即可直接使用，而且磁性稳定、易于装配，在生产小型化、轻量化、密度化和高性能化的电磁设备中起着关键的作用。

（2）加工性能好，可生产齿轮、螺纹、异型孔和薄壁型等外观复杂的产品，可整体成型。

（3）生产工艺简单，经济效益好，成本低，其价格仅为烧结磁体的1/3左右。

（4）由于合成树脂包裹着磁性材料，使磁体有较高的抗冲击强度、弹性和韧性。与传统的烧结材料相比，其拉伸强度、弯曲强度和压缩强度也有很大的提高。由于质量轻，所以能使制品轻量化，可减少运输等费用，并且其磁性能可以调节。

2.2磁性高分子微球

磁性高分子微球是将高分子与磁性无机物通过包埋、单体聚合等方法结合形成的具有磁性、粒径为几纳米到几百微米不等的特殊结构微球，具有超顺磁特性，即在外部磁场作用下，磁性微球可迅速从分散介质中分离出来；撤去外部磁场，磁性微球又可重新悬浮于分散介质中，无残余磁性。它具有高分子微球的特征，可通过聚合、表面修饰等在磁球表面引入各种不同性质的官能团，广泛应用于分子生物学、体外临床诊断、环境与食品分析等领域。

纳米磁性高分子微球按结构大致可分为两类：核-壳结构和三明治结构。核-壳式纳米磁性高分子复合微球的核可以是聚合物也可以是无机磁性材料；三明治结构外层和内层为聚合物，而中间为无机磁性材料。由于核为磁性无机物，壳为聚合物的纳米磁性高分子复合微球制备相对容易，且可通过共聚、表面改性等手段在聚合物表面接上多种反应性功能基团，因此研究报道较多。

龚荣洲等曾采用原位生成法制备出酞氰钴/纳米铁微球，比饱和磁化强度为76.3Am2/kg，矫顽场为4.15KA/m，热稳定性高于150℃，与甲基硅油组成的磁流变液有良好的抗沉降性。Wan等对γ-Fe2O3/PANI和Fe3O4/PANI纳米复合物的制备及性能进行了研究，但所制备的复合物室温电导率低（10-4~10-5S/cm），矫顽场低（Hc=0），由于合成方法的原因其结构和性质也很难控制。Deng等在此基础上曾将磁性氧化铁粒子用PANI包裹制成具有核-壳结构的电磁纳米复合材料，但发现将该复合物侵入3mol/L的硫酸时，由于PANI结构的无内聚（不粘结）力，氧化铁磁核要脱落。随后提出的改进合成方法是分散有Fe3O4纳米微粒的水溶液中原位聚合苯胺单体和苯胺-甲醛缩聚物（AFC）得到核-壳结构的Fe3O4-交联聚苯胺（CLPANI）复合物，分析表明该复合物表现出铁磁行为，具有高饱和磁化强度（Me=4.22~19.22emu/g），高矫顽场（Hc=2~8Oe）, 其电导率取决 于Fe3O4含量和掺杂程度，且由于Fe3O4粒子和CLPANI间存在某种相互作用使得复合物的热稳定性增加。

2.3磁性聚合物膜

大块磁性材料多以薄膜形式出现。磁性聚合物膜材料既具有磁记录、磁分离、吸波、缩波等磁特性，又具有质轻柔韧、加工性能优越等特点，可用作高磁记录密度的高分子磁膜、分离膜、电磁屏蔽膜，从而在功能性记忆材料、膜分离材料、隐身材料、微波通 讯材料等多种军用、民用领域获得重要用途。

早期复合膜的应用，主要是讲超细铁氧体磁粉和聚合物基复合再涂覆在聚酯薄膜上形成记录用磁带。随着人们对尖端膜材料、先进成膜技术的发展，对膜结构的控制，及对膜的物理、化学行为的深入研究，将膜作为提供特异的反应场、信息传递场、能量转化场等特异功能的功能材料的研究和应用增多。

镍铁合金磁性材料通过电镀嵌入聚硅烷弹性薄膜，在外加磁场作用下，膜中磁性部分产生扭转力矩导致膜的变形。该磁性膜器可用作微流系统中的微泵装置、高分辨率轻小光学镜面及磁开关。利用电沉积技术结合模板合成法制备的磁性微米、纳米膜可用作高密度可擦写磁记录材料、微波基板材料。在基体膜上涂覆压电磁性材料。当机械压力施加于膜，膜的压电磁特性能引起磁导率变化，与微型螺线圈构成磁心电感器，用于远程传感。运用在水分散相中制备铁磁纳米粒子的技术，结合多分子层自组装技术，可制成有机-无机多层复合膜，它综合了磁性纳米粒子的特性及聚合物的可加工性，具有独特的机械、电、光、磁性质，可用于发光二极管、抗蚀保护层、膜传感器、导电层、非线性光学器件及气体分离膜。

3．磁功能复合材料发展概况和应用

由于磁功能复合材料的生产可采用多种复合技术，因此在高聚物成型加工技术高度发达的今天，磁功能复合材料得到了迅速地发展。

磁功能复合材料中产量增长最快的是各向同性Nd-Fe-B粘结磁体，它是稀土类功能复合材料所占份额最大的一种材料。在过去的20年中，Nd-Fe-B粘结磁体已成工地占据了市场，现已广泛地应用于家用电器和办公用品，预计今后其在计算机外设中的应用还会继续增长。

我国的磁功能复合材料发展较晚，20世纪80年代初随着电冰箱生产的发展，从国外引进电冰箱门封条生产线。随后国内进行了仿制，年产磁条约3000t，除供国内电冰箱使用外，还有部分出口。但对于微电机及彩色电视机显像管会聚组件用磁功能复合材料等性能较高的塑料磁体研究较少。目前国内应用较多的是铁氧体磁功能复合材料和稀土类磁功能复合材料。铁氧体磁功能复合材料价格低廉磁性能较低，稀土类磁功能复合材料性能较高，价格昂贵，适用于小型器件。

铁氧体磁性材料有一个重要的特性是不导电，因而适用于具有高频磁场的地方。同时它可选择不同性质的塑料作为基材制成刚性或柔性制品，使得产品的设计较较烧结磁体更为灵活。其市场要求情况如下所示。

（1）直流微电机用磁体：直流微电极中必须有一个磁场，通常微型直流电机的磁场是永磁体产生的。我国微电机年产量上亿台，仅大连万宝至公司每月产量就达600万支，每种型号年需求磁功能复合材料条7200万条。

（2）气动元件磁环：气动元件磁环是用于气缸中与磁性传感器协作控制气缸动作的元件。目前国内有气动元件厂136家。另外日本SMC公司在北京建立了北京工厂，年需磁环5000万支，韩国丹海公司年需磁环360万支，中国台湾金器公司年需磁环1000万支。

（3）汽车仪表磁环：随着我国汽车工业的发展，仪表工业也迅速发展起来。北京仪表厂从日本引进了仪表生产线为北京吉普车配套，上海也引起生产线为桑塔纳配套。

（4）装饰减震磁体：国外高档汽车对车内的宁静度有较高的要求，据资料报道，每辆车中需要几公斤的磁体分别安装在顶、边、门上，从而改变板金结构的震动频率，提高车内的安静度。由此可见，磁功能复合材料是一技术含量高、市场急需、效益较好的高新技术产品，生产磁功能复合材料具有广泛的市场，一定能取得极好的经济效应。

磁功能复合材料和导电塑料作为新型功能材料，以其固有的特性而广泛用于电子、电气、仪器仪表、通讯、文教、医疗卫生以及日常生活中的诸多领域中，其产量和需求量正在不断地增加，生产技术日益完善。虽然目前磁功能复合材料的研究及应用在我国尚处于在发展的初级阶段，但在某些新的领域，已经得到应用，具有很大的发展潜力，尤其是稀土粘结磁体。因为随着全球信息产业的飞速发展，在未来的20年，我国IT产业将发生翻天覆地的变化，计算机产业，汽车产业和消费类电子产品市场对粘结Nd-Fe-B的需求将呈现猛烈的增大。目前，全球汽车产量日益增多，每辆车需用永磁材料3kg以上，随着小型轻量化发展，部分将采用粘结Nd-Fe-B磁体。

4．磁功能复合材料发展前景

磁功能复合材料的研究已经取得了很大进展，但以下几个问题需深入研究：

（1）磁性机制的研究。如除结构表征外，磁性高分子微球的磁性起源、结构和性能的关系；无机物、聚合物对磁性的贡献；无机物间、无机物与聚合物间磁性相互作用等。

（2）探索新的制备方法。包括对传统方法的改造，多种方法结合使用，与生物技术、激光技术新技术的结合等。纳米微粒在基材中的有效、可控、稳定分散和纳米微粒的稳定性，一直以来是纳米复合材料制备过程中最大的问题。

（3）探索新性能，扩展应用空间。如将纳米磁性无机粒子、导电聚合物符合于一体，有可能呈现出新的性质和功能，从而在微波、电磁屏蔽方面具有更广阔的应用前景，特别是在军事目标和武器的兼容隐身中具有重要价值。

随着纳米技术在航空航天、电子信息、生物医药等各领域的应用，磁功能复合材料还将在新理论、新机理基础上朝着特殊化、功能化、多元化、高级化的方向发展。