金属的磁性怎么来的
为什么只有少数的金属有磁性?
可以等价于问:为什么只有少数金属是铁磁性的,而大部分金属是非铁磁性(即抗磁性和顺磁性)?
这个得从金属磁化的物理本质说起:近代物理证明,构成物质的原子由原子核和电子所构成,每个电子都在作循轨和自旋运动,物质的磁性就是由于电子的这些运动产生的。对于金属来说,金属是由点阵的离子和自由电子构成。在磁场的作用下电子运动会产生抗磁磁矩,与此同时,点阵的离子和自由电子会产生顺磁磁矩。浓型放热气氛的碳势较高一些,可用作防止粉末冶金铁基、铜基零件的的氧化和减少铁基零件的脱碳。
下面,我们分析下各种金属的磁特性。
1、金属的抗磁性和顺磁性(金属的非铁磁性)
金属中铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、?(Cd)、等,它们的离子所产生的抗磁性大于自由电子的顺磁性,因此是抗磁性物质。
在元素周期表中接近非金属的一些金属元素,如锑(Sb)、铋(Bi)、与锡(Sn)等,它们的自由电子在原子价增加时逐步向共价结合过渡,而共价电子的磁矩互相抵消,因此表现出异常的抗磁性。
所有碱金属都是顺磁性物质,碱土金属(除“铍”外)也都是顺磁性的,这是由于它们的自由电子所产生的顺磁性占主导地位。
碱金属指元素周期表ⅠA族元素中所有的金属元素,包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)六种。
碱土金属指元素周期表中Ⅱ A族元素,包括铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)六种。
三价金属铝(Al)、硒(Se)、镧(La)也是顺磁性,它们的顺磁性主要是由自由电子或离子的顺磁性所决定。
稀土金属也是顺磁性,而且磁性较强,这是因为这些元素的原子4f层或5d层没有填满,存在着未能抵消的自旋磁矩所造成。
钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)等过渡族元素,它们的3d层未被填满,自旋磁矩未被抵消或而产生强烈的顺磁性。
2、金属的铁磁性
对于铁磁性金属来说,不大的外磁场便会使它强烈磁化,很容易被磁铁吸附。
铁磁性金属的原子磁矩主要来源于电子的自旋磁矩,即使在没有外磁场的条件下,就可以形成一个个小的“自发磁化区”,我们称之为“磁畴”。
正是由于在每个磁畴中原子的磁矩已完全排列起来,所以在一个不太强的外磁场,就可以产生一个很强的磁化强度,即楼主认为的“有磁性”。
重新回到问题的起点,金属的磁性是由其原子结构特性决定的,常温下,只有少数的金属可以形成自发磁化区----“磁畴”,所有只有少数金属有磁性
至于铁磁性金属为什么会形成磁畴的原因,涉及量子力学理论:铁磁性物质内部相邻原子的电子之间有一种静电交换作用,正是这种静电交换作用迫使各原子的磁矩平行或者反向平行排列,使得一个小区域内的各个原子的磁矩按同一方向排列,***终形成自发磁化区域----磁畴。使金属表面形成一层氧化膜,以防止金属表面被腐蚀,此处理过程称为“发蓝”。
铁磁性金属与非铁磁性金属的磁化机制有着很大差异,由于不能自发形成磁化区域,所以非铁磁性金属(常见的有镁、铝、铜、钛、奥氏体不锈钢)的磁性很弱,无法形成明显的SN两极。
不锈钢喷砂工艺处理应用及特点
大部分不锈钢MIM零件的处理,都使用了不锈钢喷砂工艺处理。那么什么叫喷砂工艺呢?
喷砂工艺,采用压缩空气为动力,以形成***调整喷射将喷料进行高速喷射到被需要处理工件表面。主要有以下几个功能:
①使工件表面的机械性能得到改善,
②使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度,
③使工件表面的外表面的外表或形状发生变化,由于磨料对工件表面的冲击和切削作用,提升了疲劳抗性,也同时增加了涂层与喷砂间的着力,让涂膜更耐久,表面流平和装饰效果更好。 不锈钢喷砂工艺处理与其它清理工艺相比有以下特点: 一、喷砂处理是***彻底、***通用、效率高的清理方法。 二、喷砂处理可以在不同粗糙度之间任意选择,而其它工艺是没办法实现这一点的。手工打磨可以打出毛面但速度太慢,化学溶剂清理则清理表面对于光滑不利于涂层粘接。 不锈钢喷砂工艺主要有以下应用: (一)机加工件毛刺清理与表面美化。喷砂能清理工件表面的微小毛刺,并使工件表面更加平整,清除了毛刺的危害,提高了工件的档次。并且喷砂能在工件表面交界处打出很小的圆角,使工件显得更加美观、更加精密。 (二)改善零件的机械性能。不锈钢喷砂工艺处理,机械零件喷砂后,能在需件表面产生均匀细微的凹凸面(基础图式),使润滑渍得到存储,从而使润滑条件改善,并减少噪声提高机械使用寿命。 (三)光饰作用。 (四)工件涂镀、工件粘接前处理。喷砂能把工件表面的锈皮等一切污物清除,并在工件表面建立起十分重要的基础图式(即通常所谓的毛面),而且可以通过调换不同粒度的磨料,达到不同程度的粗糙度,大提高工作与涂料、镀料的结合力。或使粘接件粘接更牢固,质量更好。 (五)铸锻件毛面、热处理后工件的清理与抛光。喷砂能清理铸锻件、热处理后工件表面的一切污物(如氧化皮、没污等残留物),并将工件表面抛光提高工件的光洁度,起到美化工件的作用。喷砂清理能使工件露出均匀一致的金属本色,使工件外表更美观,达到美化装饰的作用。⑤马氏体:钢加热到一定温度(形成奥氏体)后经迅速冷却(淬火),得到的能使钢变硬、增强的一种淬火***,常用M表示,马氏体是体心正方结构。
浅谈铸件与不锈钢锻件之间的区别
铸件应用有着悠久的历史。在古代,人们用铸件做钱币祭器、工具和一些生活用具。然而在现代,铸件主要用于机器零部件的毛坯或者直接用作机器零部件。机械产品中铸件开始越来越占比例,用量也是逐年增加,铸件的形状、品种也在不断变化。铸件渐渐成为了我们日常生活中不可缺少的一部分,各类门把、门锁、小水管道等各类场合都可以看到铸件的运用。对粉末冶金生坯强度的这种解释就将***放在了建立颗粒之间原子与原子的金属接触。
铸件有优良的机械、物理性能,它可以有各种不同的强度、硬度、韧性配合的综合性能,还可兼具一种或多种特殊性能,如耐磨、耐高温和低温、耐腐蚀等。
铸件的重量和尺寸范围都很宽,重量***轻的只有几克,***重的可达到400吨,壁厚***薄的只有0.5毫米,***厚可超过1米,长度可由几毫米到十几米,可满足不同工业部门的使用要求。
铸件与不锈钢锻件之间都有那些区别呢?
1、铸件具有良好的耐磨性与消震功能,因为铸铁中石墨有利于润滑及贮油,所以耐磨性好。同样,由于石墨的存在,灰口铸铁的消震性优于钢。
2、铸件工艺性能好,由于灰口铸铁含碳量高,接近于共晶成分,故熔点比较低,流动性良好,收缩率小,因此适宜于铸造结构复杂或薄壁铸件。另外,由于石墨使切削加工时易于形成断屑,所以灰口铸铁的可切削加工性优于钢。
3、不锈钢经过锻造加工后能改善其***结构和力学性能。铸造***经过锻造方法热加工变形后由于不锈钢的变形和再结晶,使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶***,使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等压实和焊合,其***变得更加紧密,提高了金属的塑性和力学性能。形状复杂、尺寸较小及产量大,这些都是MIM的强项,使其在手表、手工工具、牙齿矫正支架、汽车发动机零件、电子密封、切削工具及运动器材中找到大量应用。
4、铸件的力学性能低于同材质的锻件力学性能。然而锻造加工能保证金属纤维***的连续性,使锻件的纤维***与锻件外形保持一致,可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命采用精密模锻、冷挤压、温挤压等工艺生产的锻件,都是铸件所无法比拟的。
无论是铸件还是不锈钢锻件,都是机械生产中不可缺少的一部分,在机械生产中,根据产品性能的不同,选择相应的铸件或锻件,只有充分发挥铸件或锻件的作用,才能有好的机械产品。
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