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中國(guó)是世界上最先發(fā)現(xiàn)物質(zhì)磁性現(xiàn)象和應(yīng)用磁性材料的國(guó)家。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(guó)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(kāi)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(chēng)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(pán)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(pán)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(pán)驅(qū)動(dòng)器，從而提高存儲(chǔ)容量和讀寫(xiě)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(guò)磁性共振來(lái)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(lèi)：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(guò)程中難以完全避免雜質(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(lái)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(lái)說(shuō)，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)。

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(guò)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(guò)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(lái)測(cè)量無(wú)機(jī)樣品中的碳和硫含量， 超過(guò)2000°C的高溫保證了樣品的完全分解，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(lái)自不同客戶(hù)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(lái)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(hù)的檢測(cè)要求。

圖3：A客戶(hù)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(hù)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(hù)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特有的腔室供氧法，在反應(yīng)過(guò)程中氧氣充滿(mǎn)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?xún)?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(pán)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

德國(guó)Eltra（埃爾特）專(zhuān)注于碳硫元素分析40多年，從最初的碳硫測(cè)定儀擴(kuò)展到氧氮?dú)浞治鰞x、熱重分析儀Eltra已經(jīng)成為元素分析領(lǐng)域的佼佼者。其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、汽車(chē)、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(hù)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(lèi)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(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)或科研院所。如您有興趣，隨時(shí)歡迎聯(lián)系我們。