金屬的磁性怎么來的

為什么只有少數(shù)的金屬有磁性？

可以等價于問：為什么只有少數(shù)金屬是鐵磁性的，而大部分金屬是非鐵磁性（即抗磁性和順磁性）？

這個得從金屬磁化的物理本質說起：近代物理證明，構成物質的原子由原子核和電子所構成，每個電子都在作循軌和自旋運動，物質的磁性就是由于電子的這些運動產生的。對于金屬來說，金屬是由點陣的離子和自由電子構成。金屬注射成型產品燒結出來后，因為各種原因，表面的光潔度相對比較粗糙，并有輕微的毛刺，并可能有細小的不銹鋼粉粒黏著在產品表面。在磁場的作用下電子運動會產生抗磁磁矩，與此同時，點陣的離子和自由電子會產生順磁磁矩。

下面，我們分析下各種金屬的磁特性。

1、金屬的抗磁性和順磁性（金屬的非鐵磁性）

金屬中銅（Cu）、銀（Ag）、金(Au)、?（Cd）、等，它們的離子所產生的抗磁性大于自由電子的順磁性，因此是抗磁性物質。

在元素周期表中接近非金屬的一些金屬元素，如銻（Sb）、鉍（Bi）、與錫（Sn）等，它們的自由電子在原子價增加時逐步向共價結合過渡，而共價電子的磁矩互相抵消，因此表現(xiàn)出異常的抗磁性。

所有堿金屬都是順磁性物質，堿土金屬（除“鈹”外）也都是順磁性的，這是由于它們的自由電子所產生的順磁性占主導地位。

堿金屬指元素周期表ⅠA族元素中所有的金屬元素，包括鋰（Li）、鈉（Na）、鉀（K）、銣（Rb）、銫（Cs）、鈁（Fr）六種。

堿土金屬指元素周期表中Ⅱ A族元素，包括鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鐳(Ra)六種。

三價金屬鋁（Al）、硒(Se)、鑭(La)也是順磁性，它們的順磁性主要是由自由電子或離子的順磁性所決定。

稀土金屬也是順磁性，而且磁性較強，這是因為這些元素的原子4f層或5d層沒有填滿，存在著未能抵消的自旋磁矩所造成。

鈦（Ti）、釩（V）、鉻（Cr）、錳（Mn）等過渡族元素，它們的3d層未被填滿，自旋磁矩未被抵消或而產生強烈的順磁性。

2、金屬的鐵磁性

對于鐵磁性金屬來說，不大的外磁場便會使它強烈磁化，很容易被磁鐵吸附。

鐵磁性金屬的原子磁矩主要來源于電子的自旋磁矩，即使在沒有外磁場的條件下，就可以形成一個個小的“自發(fā)磁化區(qū)”，我們稱之為“磁疇”。

正是由于在每個磁疇中原子的磁矩已完全排列起來，所以在一個不太強的外磁場，就可以產生一個很強的磁化強度，即樓主認為的“有磁性”。

重新回到問題的起點，金屬的磁性是由其原子結構特性決定的，常溫下，只有少數(shù)的金屬可以形成自發(fā)磁化區(qū)----“磁疇”，所有只有少數(shù)金屬有磁性

至于鐵磁性金屬為什么會形成磁疇的原因，涉及量子力學理論：鐵磁性物質內部相鄰原子的電子之間有一種靜電交換作用，正是這種靜電交換作用迫使各原子的磁矩平行或者反向平行排列，使得一個小區(qū)域內的各個原子的磁矩按同一方向排列，最終形成自發(fā)磁化區(qū)域----磁疇。有些人還試圖在喂料生產時加入表面活性劑，實驗表明這會降低粘結劑對粉末的濕潤性，減少粘結劑的使用量，進而提高金屬喂料中金屬粉末的裝載量。

鐵磁性金屬與非鐵磁性金屬的磁化機制有著很大差異，由于不能自發(fā)形成磁化區(qū)域，所以非鐵磁性金屬（常見的有鎂、鋁、銅、鈦、奧氏體不銹鋼）的磁性很弱，無法形成明顯的SN兩極。

2017-2018年MIM行業(yè)的新技術趨勢

MIM(metal Injection Molding，金屬注射成型)雖然是一個小行業(yè)，相關從業(yè)人員不超過幾百萬；有趣的是，MIM卻影響了大行業(yè)，卡托曾經于2012~2016采用MIM來制作的”爆品”零件，那是影響了數(shù)十億用戶??！那么2017-2018年，MIM又會有哪些值得期待的亮點？電控系統(tǒng)有手動、自動電控系統(tǒng)，由用戶任意選擇和要求，操作方便、可靠。

1.氣態(tài)草酸催化脫脂-下一代催化脫脂我國獨創(chuàng)的新技術

在2010年開始，由德國BASF引進的HNO3催化脫脂是國內MIM近幾年的主流脫脂工藝，但其操作危 險性和環(huán)境危 害性是行業(yè)內都知道的無奈事實，從早期設備安全偵測不足引發(fā)氣爆、幾位從業(yè)人員失當操作被HNO3不同程度灼 傷，以及近年政府嚴加管制HNO3的使用以防止環(huán)境的破 壞。一般要按照粘結劑和粉末密度算出其質量比，按照這個比例來進行配比。在此背景下，下一代催化脫脂新技術-氣態(tài)草酸脫催化脂技術，開始出現(xiàn)在本次粉末冶金展，并且是由我國業(yè)者獨創(chuàng)的新技術。

1）世界獨步技術；

2）固體草酸環(huán)保且安全，免除液體催化劑的各種風險；同時減輕了企業(yè)使用脫脂后必須承擔的社會責任；

3）草酸排放的碳氫氧化合物比HNO3的氮氧更環(huán)保；

4） 外部加熱汽化系統(tǒng)，改變了過去液體滴酸的干擾，提升了脫脂效率。

AIM(鋁合金粉末注射成形)工藝簡介

鋁合金粉末注射成形(Aluminium alloy injection moulding，簡稱AIM)是一種新型的鋁合金成形技術。

它類似于金屬粉末注射成形技術(MIM)，是粉末注射成形(PIM)技術的主要分支，都是從注射成形技術上發(fā)展而來的，是目前國際上發(fā)展最快、應用最廣的鋁合金零部件加工技術。

AIM是先將粉末與粘結劑進行均勻混煉，然后將混合物料經造粒機造粒，再注射到成形模具腔完成所需要的形狀?；旌系娜垠w經過加溫有良好的流動性，這樣在注射時有助于制品成形，而且能充分保持產品的密度均勻性。MIM的發(fā)展進程20世紀70年代，美國學者Wiech首先開發(fā)出一種對金屬粉末進行注射成形的粉末冶金工藝。經過成形的制品還需要脫脂再經燒結爐燒結，有的產品還要進行一些后處理。

這種先進的技術適合大批量、各種形狀復雜的零件生產，包括一些極其復雜的三維立體形狀，且生產的產品無需機加工或僅少量加工，大大降低了生產成本，而且使工作效率大大提高。

因注射過程都是經過精細的溫度和壓力進行注射，所以成形的制品具有極高的精度和非常均勻的密度。

AIM鋁合金注射成形技術能加工生產形狀極其復雜的零件，zui小可以加工0.1g的微小型零件;生產的產品組織均勻、精準度極高，表面光潔;而且生產的產品質量穩(wěn)定，生產效率高，適于大批量生產。

由于AIM在精度和工作效率上表現(xiàn)出機加工無法比擬的優(yōu)勢，目前已應用到航海航空、機械、汽車、精密儀器等多個行業(yè)。隨著機械工業(yè)的不斷發(fā)展，目前AIM已成為世界上鋁合金零部件加工領域發(fā)展最快的鋁合金加工技術，得到越來越多行業(yè)的青睞。