信息、能源和材料，是现代科技的三大支柱。而磁性材料在信息和能源的发展中，又占有重要地位。一般认为，磁性材料是当前仅次于半导体材料在高新技术与传统技术中具有广泛应用的一类功能材料。例如，与信息记录、存储和取出有关的磁记录材料是当前高技术产业的重要组成部分；磁性材料在发电机组、航空、汽车、电脑驱动器中，均有大量应用。尤其在电力工业和电子工业，由于磁性材料起着能量转换的作用，需要磁性材料量是巨大的。另外，在能源、交通、农业、医疗和人类日常生活消费等领域，也愈来愈显示出磁性应用的强大生命力。

1.在日常家电中的应用

            （磁在收音机，电视机，磁录音和磁放音中的应用，图片引用于网络！）

许多家用电器要应用到磁。（1）收音机中都要使用电声喇叭把电信号变成声音，而一般最常用的电声喇叭便是永磁式电声喇叭。（2）磁在电视机中的应用也是相当多的，电视机除了也使用收音机所使用的多种磁变压器和永磁电声喇叭外，还要使用磁聚焦器、磁扫描器和磁偏转器。（3）磁录音机是将声音通过声音、电流、磁场和物质磁性之间的转换而把声音记录到由磁性材料制成的磁记录带（简称磁带）上。这称为录音过程，或称磁录音。如果需要把磁带上录制的声音再放出来，则通过与磁录音相反的过程，即通过磁带的磁性→磁场→电流→声音之间的转换而把磁性再转换为声音。这称为磁放音过程，或称磁放音。（4）磁录像机是同磁录音机相似的家用电器。它们之间的主要差异是：磁录音机为声-电-磁之间的转换，而磁录像机为光-电-磁之间的转换，正像收音机与电视机之间的差异。

其他家电中也应用到磁，例如：电冰箱中的磁门封条和电动机，洗衣机、空调器、除尘器和电唱机中用的电动机，微波炉中用的磁控管，电门铃中用的电磁继电器，电子钟表中用的小型微型电动机等。

2.在新型汽车中的应用

                                       

                                       （磁在汽车中的应用，图片引用于网络！）

随着社会的进步，科技发展的日新月异，生活步骤的加快，汽车在现代生活中的作用越来越重要。例如现代一种新型家用小汽车便使用了32台小型永磁电动机。 

3.在工业中的应用

        在磁分离技术中的应用：利用磁性方法将铁磁性物质与非铁磁性物质或将磁性原子（离子）或磁性分子与非磁性原子（离子）或非磁性分子分开的技术称为磁分离技术。磁分离技术在选矿，原材料处理，水处理，垃圾处理，在化学工业，食品工业中得到了应用，并且其应用范围还将日益扩大。

    在磁粉探伤中的应用：对于没有缺陷的铁磁性材料和零件，经外磁场磁化后，由于介质是连续均匀的，故磁力线分布也是均匀的，当材料有缺陷存在时，缺陷本身如裂纹、气孔、非金属夹杂物等，其磁导率都接近于1，远小于铁磁性材料本身的磁导率，因而当缺陷方向与磁场方向不一致时，由于磁力线必须绕过磁阻较大的缺陷处，导致磁力线的连续性遭到破坏，产生局部畸变。当不连续性位于制件的表面或近表面时，其磁力线局部畸变会造成部分磁力线泄露出制件表面而形成漏磁场。漏磁场吸聚施加在制件表面的磁粉，形成在合适光照下目视可见的磁痕，显示不连续性的位置、形状和大小。磁粉的磁性有较高的磁导率和低的矫顽力，这样既可以增强附着力，也不至因剩磁造成微粒之间的相互吸引。用磁粉探伤检验表面裂纹，与超声探伤和射线探伤比较，其灵敏度高、操作简单、结果可靠、重复性好、缺陷容易辨认。

4.在医疗和健身器件方面的应用

                                                              

                                         （磁在核磁共振中的应用，图片引用于网络！）

医院里用的核磁共振成像仪是比CT还要精密的新型诊断设备。人体的各部分细胞是由碳、氢、氧等原子组成的，原子核具有核磁矩，核磁矩在零磁场下是无规则取向的，但在直流磁场作用下，核磁矩以恒磁场为轴心作进动式的运动，就象一个陀螺以地心引力为轴心作进动一样。核磁矩进动的频率正比于恒磁场强度。当核磁矩同时在恒磁场核交变场（如射频磁场）作用，并交变场频率与核磁矩固有振动频率相同时，会出现共振现象。此时去掉交变磁场，共振现象逐渐衰减，共振振幅减到某一临界数值所需要的时间称为驰豫时间。实验发现，人体正常组织与病变组织驰豫时间不同。核磁共振成像仪正是利用人体正常组织与病变组织核磁共振驰豫时间不同的原理来诊断人体细胞的病变。其特点是能诊断人体癌症早期的病变，并且利用一个梯度场可以作人体断层分析，确定病变的部位。

磁疗是利用磁场作用于人体组织或一定穴位进行治疗疾病的理疗方法。对于肌肉组织损伤和皮下淤血水肿等病症可采用损伤部位强磁按摩或旋转交变动磁疗法。对于其它病症则以中医经络学说为基础，用强磁场产生的磁力线代替针灸来刺激穴位以达到治病的目的。利用强磁场刺激穴位可以起到疏通经络、调节神经和促进气血运行的作用，用于治疗软组织急慢性扭挫伤等疾病效果尤为明显。

5.在磁致冷中的应用

                               
                                            （磁制冷示意图，图片引用于网络！）

    磁致冷是使用无害、无环境污染的磁性材料作为制冷工质，若使用磁致冷取代目前使用的氟里昂类制冷剂的冷冻机、电冰箱、冰柜及空调器等，可以消除由于生产和使用氟里昂制冷剂所造成的环境污染和大气臭氧层的破坏，因而能保护人类的生存环境，具有显著的环境和社会效益。　　　　　　　

 铁磁材料在其居里点附近，它的未配对电子在外界磁场为零时是随机排布的，当外界转变为大于零的磁场后，她们整齐排列，这时磁熵下降，材料将要释放热量。如果它们处于绝热状态下，它的温度就会上升，把所产生的热量导走，此时又将外磁场降到零，未配对的电子又会回复到随机排列状态，使得它们从周围环境吸收热量而使环境降温，这一步如同气体压缩致冷机中气体膨胀从周围环境中吸热一样。这样反复循环就会达到致冷的效果。美国宇航公司和美国能源部的埃姆斯国家实验室的研究人员合作，于2001年底成功研制了世界上第一台永磁式室温磁致冷样机。 

6.在磁悬浮列车中的应用

                                     


                                                （磁悬浮示意图，图片引用于网络！）

    磁悬浮列车最高时速可达近500公里，并在节约能源减少污染方面具有电力机车无可比拟的优越性。其中的结构示意图中左图是利用列车上磁铁与铁轨上磁铁的不同磁极性之间的磁吸引力而浮起，右图是利用列车上磁铁与铁轨上磁铁的相同磁极性之间的磁排斥力而浮起。列车上磁铁与铁轨两侧的相同磁极性之间的磁排斥力则使列车保持居中位置，不致左右偏移。我国已建成的有四川都江堰市青城山旅游区和上海市浦东的磁浮列车等。磁浮列车的优点较多，例如运行平稳，舒适性好；安全性高；速度调节范围宽，可适用于不同的距离和不同的要求；噪声低，既无铁轨与车轮的摩擦噪声，又无传动和滚动噪声；平时由计算机对电力和电子设备进行检测，不需要一般火车的机械等例行检修，故维护费用低。但是，修建磁浮铁路和制造磁浮列车的初投经费却是很高的。

7.在探测定位中的应用 

 

            （磁致伸缩材料设计的声纳示意图，图片引用于网络！）

    20世纪80年代初开始研制Terfenol-D水下声纳，由永磁体产生偏磁场，螺线管产生交流磁场，随着磁场的变化环就膨胀收缩将声波发射出去，利用水声传播特性对水中目标进行传感探测，用于搜索、测定、识别和跟踪潜艇和其他水中目标，进行水声对抗，水下战术通信、导航和武器制导、保障舰艇、反潜飞机的战术机动和水中武器的使用等。这个方法是在第一次世界大战期间研究出来的，用送入水中的声脉冲探测目标，声脉冲碰到目标就反射回来，返回声源(有所减弱) 后被记录下来。如果知道脉冲的往返时间, 知道超声在水中的传播的速度, 可以很精确地测定出目标的距离。

8.在军事领域的应用

   

                              （隐形战斗机和电磁炮示意图，引用于网络！）

    磁性材料在军事领域同样得到了广泛应用。例如，普通的水雷或者地雷只能在接触目标时爆炸，因此作用有限。而如果在水雷或地雷上安装磁性传感器，由于坦克或者军舰都是钢铁制造的，在它们接近（无须接触目标）时，传感器就可以探测到磁场的变化使水雷或地雷爆炸，提高了杀伤力。
    在现代战争中，制空权是夺得战役胜利的关键之一。但飞机在飞行过程中很容易被敌方的雷达侦测到，从而具有较大的危险性。为了躲避敌方雷达的监测，可以在飞机表面涂一层特殊的磁性材料－吸波材料，它可以吸收雷达发射的电磁波，使得雷达电磁波很少发生反射，因此敌方雷达无法探测到雷达回波，不能发现飞机，这就使飞机达到了隐身的目的。这就是大名鼎鼎的“隐形飞机”。 

在美国的“星球大战”计划中，有一种新型武器“电磁武器”的开发研究。传统的火炮都是利用弹药爆炸时的瞬间膨胀产生的推力将炮弹迅速加速，推出炮膛。而电磁炮则是把炮弹放在螺线管中，给螺线管通电，那么螺线管产生的磁场对炮弹将产生巨大的推动力，将炮弹射出。这就是所谓的电磁炮。类似的还有电磁导弹等。

9.在科学研究和高新技术中的应用

                     
  （北京正负电子对撞机的注入器和探测器，图片引用于网络！）

   在对物质微观结构研究中，研究的物质结构越深入，所需要的能量也越高。高能加速器和高能粒子对撞机可以把微观物质如氢原子核(质子)和带电的基本粒子如电子等加速到很高的速度，使它们得到很高的能量，像炝弹一样进入所要研究的微观物质或粒子内部，或将这些微观物质轰击成碎片，以便研究其内部构造。但是，如何约束带电的高能粒子束，使它们能沿着预定的轨道去轰击目标？或者使两束带电粒子沿着预定的轨道相互碰撞（称为对撞），从而研究它们的微观结构呢？这就需要磁场了。
　　磁场为什么能够控制和约束高能带电粒子的运动呢？这就是磁场的洛伦兹力的使用。什么是洛伦兹力？洛伦兹力是磁场对运动的带电粒子的作用力。这作用力的大小和方向与磁场的强弱和方向及带电粒子的电荷量及运动速度的快慢和方向都有关。中国科学院高能物理研究所建的北京正负电子对撞机的注入器和探测器，都需要磁场来控制和约束带电的电子、正电子和其它带电粒子的运动。

    总之，在如今的信息社会里，磁性材料已经成为现代社会不可或缺的重要物质基础。我们只有研究它，才能更好的应用它，让它更好地服务于我们的生活。请继续关注铁磁学外传—（7）四海之内皆兄弟。

参考文献：

[1] 中国科普博览     http://www.kepu.net.cn/gb/basic/magnetism/index.html

      

[2] 百度百科

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