磁动力能源对磁性材料的要求

志勰

本文说明了磁动力能源对磁性材料的要求。


    在您阅读本文之前,我想在这里做一个说明。因为最近对于此相关领域的考察,因此拖延了对这项技术相关问题的发布。一方面由于需要考察的内容非常广法,另一方面也由于大统一理论的缘故,在物理逻辑上是非常耗时间的,也许在短时间里不能在本项技术(也包括空间动力技术)和科学相关领域进行彻底的完全合乎逻辑的解释。在这里,我把一些定性分析的结果给直接公布出来,我想对于想尝试这项技术的朋友的所采用加工方面已经足够了。直接采用“yes”或者“no”,而不是“why”。

    这样做的原因是中国的观念。中国人是比较注重节日的,明天就到了下一个世纪,对于此项问题,只是因为我不想拖到下一个世纪。好了,现在我的说明完了,现在我们要进入正题了。

磁性材料的分子的规则排布和磁动力能源的要求

    我们知道,普通的磁场在一个磁体的内部和外部的排布都是非常简单的。通常被认为是磁力线从磁场的北极出发,回到磁场的南极(即:通常所说的N、S极),关于这种传统的说法,完全是一种定义,定义磁力线从N极出发回到S极。因此通常的磁铁的磁力线在磁铁外层空间的排布规律是非常规则的。通常可以认为普通的磁铁的N、S极出发的磁力线,在刚开始离开磁极时可以看作磁力线垂直于磁极表面。但这样的磁场必须要进行特殊的处理才可以应用于磁动力能源,即:磁力现在离开磁铁的表面时和磁极成不是垂直的角度。关于加工方法,您可以参见2000.11.25公布的磁动力能源原理之二——实施磁动力能源的永久磁铁的加工方法

    磁极表面的磁力线的的方向和磁极表面所成的角度不是90度,这样的磁场是不容易实现的。主要有如下的原因:

    1、一种原因是加工方法所给的不容易加工:

     一般我们都是采用导磁率较高的物质作为磁化磁铁的磁源。导磁率较高的物体的磁场方向会垂直于物体表面。这是由它对磁场的传导形成的。您可以不用看如下的一小部分内容,这部分内容在磁动力能源原理之二——实施磁动力能源的永久磁铁的加工方法已经提过了。以下是通俗的解释。

     在我们给磁铁进行砺磁的时候,通常是采用电磁铁的方法给通电线圈通电,在线圈中心的铁棒(通常是采用软磁性材料制成,如普通的铁棒)上会产生很强的磁场,我们可以利用铁磁性材料非常高的导磁率而在两个磁极之间产生非常高的磁场。如图(画的不象,凑合看):

cdlnydcxcldyq-01.gif (2926 字节)     通常情况下,在两个磁极园面的中心位置,可以将磁铁的磁力线看作是严格垂直于磁极表面。

    在磁化磁铁的过程中,由于我们采用导磁率非常高的物质作为砺磁的的磁源,并且可以认为主要是通过导磁率非常高的物质对磁场的传导来实现的。那么这就要求两个磁源的两个极的表面必须特别的光滑、平整,没有凸凹。

    有的朋友可能这样想,我把磁铁做成如下的形状,总归可以使

cdlyl12.gif (2295 字节)

磁力线的方向和磁极表面成不等于90度的角度了吧,达到了你要求的磁化的方法了吧。不对,这样做的结果磁力线的方向和磁极表面成还是90度的角度。我们用这样的的装置给与需要砺磁的磁铁进行砺磁。我们所得到的磁铁还是磁力线的方向和磁极表面是垂直的。这是因为图中的N、S表面是导磁率较高的材料,NS极的磁场方向还是垂直于N、S极表面。

  2、第二种原因是我们需要的磁铁除了具有特定的形状之外,还需要磁铁不含有导磁率较高的游离态的导磁率较高的物质。

(本段的原文:现在的科学技术关于永久磁铁方面已经有了很大的发展。在实际的技术应用上,很多领域通常是采用合金磁铁,如铁钴镍、铝钴镍等等。这里我提出这样的一个事实。我在一些报废的含有这种合金磁铁中的工业设备中看到过这样的现象,两块这样的磁铁在相距较远的时候是相吸的,说明这时相对的两个磁铁的磁极是异极,但是当我将这两个磁铁之间的距离拉近到很近的时候,突然两个磁铁吸引到一起。似乎违反常规的通行相斥异性相吸的原理。实际上不是这样。修改后的如下:(这里感谢jsaaaa先生对本文的问题的指出,并对大家表示歉意。更正时间2001.2.6日)

    现在的科学技术关于永久磁铁方面已经有了很大的发展。在实际的技术应用上,很多领域通常是采用合金磁铁,如铁钴镍、铝钴镍等等。这里我提出这样的一个事实。我在一些报废的含有这种合金磁铁中的工业设备中看到过这样的现象,两块这样的磁铁在相距较远的时候是相斥的,说明这时相对的两个磁铁的磁极是同极,但是当我将这两个磁铁之间的距离拉近到很近的时候,突然两个磁铁吸引到一起。似乎违反常规的同性相斥异性相吸的原理。实际上不是这样。

    这只能说明这种合金磁铁的内部的分子结构不是均匀的,其中包含有导磁率较高的物质的游离状态。当两个磁铁相距较远时,磁铁内部的游离态的导磁率高的物质会使磁铁的对外磁性加强。但是相距较近的时候,这种游离态的导磁率高的物质会受到外界磁场的影响,甚至会由于外界磁场的作用而改变磁化方向,这样就出现了相吸的现象。

    虽然这种合金在刚加工出来的的时候,磁力很强,但是其中包含游离状态的导磁物质,它会在外加磁场的作用下改变磁场的方向,这样的磁性材料不能应用于本项技术。

    3、第三种原因是需要特定的分子结构。

     那么,为了使磁铁对外界作用的方向维持特定的方向,那么这就需要磁铁具有稳定的分子结构分布。当然类似于晶体的结构是最好的。表现为整体的对外作用,不会因为局部的外界作用对本身作用的存在而发生本身磁场方向的改变。或者磁场方向的改变在许可的范围之内。这需要分子间的作用要稳定。

     在常规的磁铁参数中,有一项叫做去磁系数,这项系数要求也要高。我想反映到原因上应该是相似的,或者可以认为是相同的道理。如果我们要采用这项系数较高的物质作为磁铁的材料,那么无疑增加了对磁铁进行砺磁的难度。

    4、磁铁中分子间磁的作用的不可回避的缺点。

      我们知道,在这项磁动力能源技术中,磁铁可看作磁极不规则的一种状态。如图:

cdlnydcxcldyq-02.gif (1493 字节)

     图中是一个磁铁的一个剖面图,我在文中所说的是磁铁内部磁场和两个磁极表面之间的角度是不等于90度,我建议的45度,图中的磁铁是一个菱形的磁铁,箭头指示的方向是磁铁内部的磁场。这个磁铁的两个45度角度(依据我建议的45度的磁场和磁极表面的夹角)的两个角附近的磁场,将会比其它地方更容易退磁。

     另一方面,分子间的作用,如图:

cdlnydcxcldyq-03.gif (3255 字节)cdlnydcxcldyq-04.gif (3849 字节)

    如上两个图中所画的是电子围绕原子核作旋转运动的分子存在状态的分布图,在我所画的图中,左图中的分子排布结构是我们需要的排不结构,但是分子之间存在的磁的作用力,会是我们不容易得到这种结构,另一方面分子间的磁的作用力可能会趋向于使磁体内部的磁场的方向象右图中的结构。(我画的只是便于说明问题的图,不是一个标准的图)磁极表面的磁场方向趋向于垂直于磁极表面。如果我们将这种磁铁拼凑成一个园环的话,那么分子间的应力使磁铁的磁场方向趋向于垂直于拼凑的园环的磁极表面。而不再是磁场和园环表面成45度的角度。

     我们可以肯定,经过加工后的磁铁,如果它的性能达不到要求,或者我们找不到这种分子间的作用力要强并且分子结构比较稳定的磁性材料,那么我们加工出的磁铁很可能使这项磁动力原理不能成功。

2000.12.31


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