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。化学抛光其长处是加工设备***少,庞杂件能抛,速度快,防腐性好。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。
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。八、抛光抛光:利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。
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。
MIM工艺中的固相烧结和液相烧结
在金属***成形工艺中,烧结是一个非常关键的环节,它是将脱脂后的多孔坯件进行致密化的过程。烧结过程中温度和时间的把握直接影响到***终成品的性能,在该工艺中,名副其实需要掌握好火候的就是这个环节。脱脂后的坯件在进行烧结时粉末在低于其主要组成成分的温度下通过原子前一来完成粉末颗粒间的联结,减少颗粒间的空隙,从而达到致密化的目的。目前大部分金属喂料都有***的供应商,有些比较有实力的大型工艺使用商也在喂料生产领域积极探索,试图降低生产成本的同时生产出适合更多适合自身生产需要的喂料。在MIM工艺中,致密化后的坯件还是会具有人们事先设计好的与***模具相符的形状,只是经过烧结变得具有了一定强度和性能,可以承受一定的外力,不会像刚脱完脂的坯件那样多孔易碎。
曾经有人从两个方面总结MIM烧结的特点,从宏观来看,坯件整体的气孔率下降、坯件的致密度提高,从微观来看,粉末颗粒的原子发生里质点转移,使粉末不需要粘结剂的作用便可产生颗粒间的粘结来保持一定的形状和性能。
烧结的原理就是在一定的温度下,利用热的力量刺激粉末的原子使其发生物理位置的迁移,将粉体状的坯件变成颗粒联结紧密的块状的坯件。由此可以看出温度对于烧结的重要性,从理论上来讲,温度越高,烧结过程中产生的原子迁移运动越迅速,从一个位置到另一个位置的原子的量也就越多,烧结过程也就进行得越快。这是因为喂料性能的好坏不会在混炼过程中体现出来,而是会在后续的***成形工艺中间接影响***效果和制品的***终性能。
在实际的生产应用中,人们会经常提到两个词:固相烧结和液相烧结,其实这没有什么费解的,关于二者的区别,简单一点说就是根据烧结温度不同,固相烧结就是烧结温度低于所有组成成分的熔点,而液相烧结则是烧结温度低于主要组成成分的熔点。同时这两种烧结方法又有一个共同点:都是不施加外部压力的情况下进行的。☆使用性能如果使用性能很重要,则MIM的高密度形成的性能经常都有竞争力。
因此,固相烧结和液相烧结又被成为无压烧结,这主要是相对于热压、热锻、热等静压等加压烧结方法而言的。在MIM工艺中一般都是采用无压烧结的方法进行坯件的烧结。
AIM(铝合金粉末***成形)工艺简介
铝合金粉末***成形(Aluminium alloy injection moulding,简称AIM)是一种新型的铝合金成形技术。
它类似于金属粉末***成形技术(MIM),是粉末***成形(PIM)技术的主要分支,都是从***成形技术上发展而来的,是目前国际上发展***快、应用***广的铝合金零部件加工技术。
AIM是先将粉末与粘结剂进行均匀混炼,然后将混合物料经造粒机造粒,再***到成形模具腔完成所需要的形状。混合的熔体经过加温有良好的流动性,这样在***时有助于制品成形,而且能充分保持产品的密度均匀性。运用该技术可直接生产多孔、半致密或全致密的材料和制品,因此应用十分广泛。经过成形的制品还需要脱脂再经烧结炉烧结,有的产品还要进行一些后处理。
这种***的技术适合大批量、各种形状复杂的零件生产,包括一些极其复杂的三维立体形状,且生产的产品无需机加工或仅少量加工,大大降低了生产成本,而且使工作效率大大提高。
因***过程都是经过精细的温度和压力进行***,所以成形的制品具有极高的精度和非常均匀的密度。
AIM铝合金***成形技术能加工生产形状极其复杂的零件,***小可以加工0.1g的微小型零件;生产的产品***均匀、精准度极高,表面光洁;而且生产的产品质量稳定,生产效率高,适于大批量生产。
由于AIM在精度和工作效率上表现出机加工无法比拟的优势,目前已应用到航海航空、机械、汽车、精密仪器等多个行业。随着机械工业的不断发展,目前AIM已成为世界上铝合金零部件加工领域发展***快的铝合金加工技术,得到越来越多行业的青睐。