浅析强磁场的应用
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超强磁场技术的研究和应用超强磁场技术是一项蕴藏巨大潜力的科学技术,其核心在于利用磁场对原子核、分子、物质的内部结构进行控制和改变。
近年来,随着科技发展的迅猛,超强磁场技术在许多领域都得到了广泛应用。
一、超强磁场的产生与性质超强磁场的产生一般采用高能电流通过线圈的方式,这些线圈一般采用超导材料制成,并且被冷却到极低的温度,以保持其超导状态,从而在达到足够的电流密度时形成超强磁场。
根据磁场的强度不同,可将其分为强磁场、超强磁场和超超强磁场三类,其中超超强磁场的磁感应强度已经超过了100T。
超强磁场具有许多奇特的性质,例如可以使材料的热容、热导率、电解质迁移率等物理性质产生非线性变化,并且能够促使一些化学反应的发生。
此外,超强磁场对物理或化学性质很相似的分子,可以使它们在磁场中表现出不同的结构和性质,因此,它被广泛应用于材料科学、化学、生物医学和环境保护等领域。
二、超强磁场在材料科学中的应用超强磁场的产生和应用已为材料科学领域带来许多新机遇。
在材料制备方面,超强磁场被用来制备具有新颖结构和性质的材料。
例如,利用超强磁场可以制备高强度和高韧性的金属材料、超导材料和纳米磁性材料等,这些材料的应用领域非常广泛,如电子技术、制造业、能源和环保等。
在材料性能研究方面,超强磁场可以用来研究材料的内部结构和性质,例如电子结构、晶格结构等。
磁场可以改变电子的自旋和轨道运动,从而改变材料的电学、热学和光学性质。
这种方法已成功用于研究高温超导性质及其中的机理、开发新的半导体和磁性材料等,同时为开展材料物理学和固体物理学的基础研究提供了强有力的手段。
三、超强磁场在生物医学中的应用在生物医学领域,超强磁场技术被广泛应用于生物学、医学诊断和治疗等方面。
在生物学领域,超强磁场被用来研究生物分子的结构和功能。
例如,利用核磁共振技术可以观察生物分子中的原子核及其在分子中的相互作用,从而研究生物分子的结构和功能。
在医学领域,超强磁场技术被用来进行医学诊断和治疗。
超强磁场产生及其应用研究磁场是许多自然界中现象的基础,例如大自然中的地磁场、太阳磁场,以及人工制造的医疗设备中的磁场。
不同的磁场强度可以影响不同的物质,因此磁场技术在现代工业、医疗、科研等领域都得到了广泛应用。
然而,当磁场的强度超过了一定程度,它就成为了超强磁场。
超强磁场有着独特的物理特性和应用价值,本文将就超强磁场的产生方式以及其在科研、医疗等领域中的应用进行探讨。
超强磁场的产生磁场产生的方式主要分为两大类:一是通过电流产生的磁场,称作静态磁场;另一种是通过变化的电磁场产生的磁场,称作动态磁场。
在静态磁场之中,超导体是最有名的磁体材料,在超导状态下,超导体可以完全排斥磁场,形成强磁场区域。
通常使用强大的电流将超导体降温至低温,多数情况下是液氮和液氦的温度范围。
这样可以得到100 Tesla以上的强磁场,是人类可以制造的最强磁场之一。
而在动态磁场中,磁共振技术是目前应用最广泛的方法之一。
在磁共振设备中,人体置于磁场中,通过高频脉冲磁场的激发进行磁共振谱的分析。
超强磁场的应用超强磁场由于其独特的物理特性,在科学研究、医疗、能源等许多领域有广泛应用。
在科学研究领域,超强磁场可用于研究物质结构、物理和化学性质以及磁相关现象。
它可以用于核磁共振、电子自旋共振、质子自旋共振等研究,使得人们可以更好地理解化学元素、材料、蛋白质等的结构和运动方式。
在医疗领域,超强磁场可应用于核磁共振成像,通过在人体内产生强磁场,并利用不同组织的磁化程度进行成像。
这项技术能够检测出肿瘤、神经病变、爱滋病等人体内部疾病。
在能源领域,超导技术是实现高效能源转换和存储的关键技术之一,超强磁场作为超导电磁体的一部分,可以用于磁聚变、超导发电和其他大型能源产业。
结语超强磁场的产生和应用是一个多学科交叉的研究领域,其中涉及到物理、化学、生物、医学等多个领域。
随着技术的不断进步,超强磁场将会得到更广泛的应用和发展,也将会为人类社会的发展和进步注入新的动力。
磁场在日常生活和科研中的应用场景磁场是我们日常生活和科学研究中经常遇到的物理概念,它不仅仅是一个抽象的理论概念,更是与我们息息相关的实际应用场景。
在日常生活中,我们可以看到磁场在电子设备中的应用,例如手机、电视、电脑等;在科研领域,磁场的应用更是广泛而深入。
本文将探讨磁场在日常生活和科研中的应用场景,并分析其原理和意义。
一、日常生活中的磁场应用场景1. 电子设备:手机、电视、电脑等电子设备都在使用磁场进行信息的储存和传输。
手机中的磁场传感器可以用于指南针、陀螺仪等功能,使得手机可以实现智能导航和姿态的感知。
电视和电脑中的磁场应用则主要体现在磁盘驱动器,通过磁场可以读写数据。
2. 医疗设备:核磁共振成像(MRI)是现代医学诊断中常用的技术之一,它利用强大的磁场和无线电波进行图像采集,能够对人体进行全方位的扫描,帮助医生诊断各种疾病。
3. 音响设备:耳机、音箱等音响设备中的扬声器就是利用磁场产生震动,使得电信号转化为声音信号。
同时,磁场也可以进行音频的录制和播放,因此磁带、磁盘等储存介质得以应用于录音和音乐的传播。
4. 运输工具:电动车、电动火车利用磁场原理进行驱动,减少了对传统燃料的依赖,达到了环保和节能的效果。
以上只是日常生活中一些常见的磁场应用场景,实际上磁场在各个领域都有广泛的应用,如太阳能回收、航天技术、磁力疗法等。
二、科研中的磁场应用场景1. 材料研究:利用磁场可以实现对材料性能的研究。
通过施加不同强度的磁场,研究者可以观察材料的磁性行为,进而推断材料的结构和特性。
这为新材料的开发和应用提供了理论基础。
2. 力学研究:磁场可以施加在物体上产生力和扭矩,从而研究物体的运动和变形。
例如,磁悬浮技术利用磁场来控制物体的悬浮和运动,实现了列车的高速运行和精确控制。
3. 等离子体研究:磁场在等离子体研究中起到了重要的作用。
等离子体是由高温高压下的电离气体组成,而磁场可以限制等离子体的运动和扩散,形成稳定的等离子体环境。
强磁质和弱磁质的应用
强磁质和弱磁质在许多应用中起着不同的作用。
强磁质应用:
1. 磁体制造:强磁石通常用于制造磁体,如电动机、发电机和变压器等,其强大的磁场可以产生更高的力和能量。
2. 磁存储设备:强磁质广泛应用于磁存储设备,如硬盘驱动器和磁带存储设备。
它们可以在磁性表面上存储和读取大量的数据。
3. 医学:强磁质在医学成像中起着重要作用。
例如,核磁共振成像(MRI)中使用强磁场来生成图像,以帮助医生诊断病情。
4. 磁分离:强磁质可以用于磁分离过程中的材料处理,例如分离磁性物质和非磁性物质。
弱磁质应用:
1. 磁传感器:弱磁质通常用于制造磁场传感器,如磁敏电阻器和霍尔传感器。
它们可以检测和测量周围环境中的磁场变化。
2. 磁卡技术:弱磁质被用于制造磁卡,如信用卡和门禁卡等。
磁卡内部的磁条存储着个人信息和数据,可以通过读卡器来读取和写入。
3. 磁材料调节器件:弱磁质也可用于制造磁性调节器件,如磁阻器和磁压传感器等。
它们可以调节电流或压力等信号。
4. 磁医疗器械:弱磁质在一些磁医疗器械中有应用,如磁力治疗仪和磁疗贴等,可用于缓解疼痛、促进血液循环等治疗目的。
总之,强磁质和弱磁质由于其不同的磁性特性,在各行各业中扮演着重要的角色。
强磁场应用管理论文随着科技技术进步,强磁场技术逐渐被广泛应用于医学、物理、化学等领域。
管理强磁场应用是确保安全、高效和有效的关键所在。
本文将介绍强磁场应用管理的现状,分析其存在的困难和问题,并提出解决方案。
一、强磁场应用管理的现状当前,强磁场应用主要有核磁共振成像(MRI)、磁悬浮列车、磁约束聚变等领域。
这些应用方面的强磁场技术,使现代医学、交通运输、能源等行业发生了巨大的变革,为这些行业提供了新的技术手段和解决方案。
就管理强磁场应用而言,目前存在一系列的管理措施,如相关的法规、标准、管理规范等,这些措施在一定程度上确保了强磁场应用的安全与有效。
此外,一些企事业单位组建了专门的强磁场应用管理小组,负责管理和维护其强磁场设备和使用环境。
二、强磁场应用管理存在的困难和问题尽管存在多种管理措施,但强磁场应用管理仍然存在诸多困难和问题:1.法规与标准建设不完善。
强磁场技术的应用领域更加广泛,且技术水平不断提高,管理法规和标准的建设也需要不断更新和完善。
2.专业人才缺乏。
强磁场应用需要一批高素质的专业人才来实施管理措施,但当前行业中复合型人才缺乏,人才的培养和引进亟待加强。
3.用电成本较高。
强磁场是电磁场,其产生需要大量的电能,这就给消耗大量资源的社会带来了较大的负担。
4.安全管理难度大。
强磁场时人身安全的风险较大,其管理难度甚至比其他危险设备还要高,因此在管理上需要更加严谨的规范和流程。
三、强磁场应用管理的解决方案为解决当前强磁场应用管理所面临的困难和问题,以下为以下解决方案:1.加快相关法规和标准的建设,完善管理措施。
相关管理机构和企业应该联合起来,制定新的法规和标准,以适应新的技术和应用。
2.加大人才培养和引进力度。
加强高校与行业合作,开展强磁场应用专业人才培养,共同探索全方位的人才引进机制,吸引高水平人才加入。
3.优化强磁场设备运行模式,降低用电成本。
采用智能控制和新型电力设备等措施,改进设备自身的能耗和用电效率,减轻社会消耗负担。
超强磁场的制备及应用超强磁场是指磁场强度达到数千到数千万高斯的磁场。
它在物理、化学、医学等领域有着广泛的应用,比如用于磁共振成像(MRI)、磁控制核聚变反应器(MCF)、磁性制冷和磁性材料制备等。
本文将探讨超强磁场的制备和应用。
一、超强磁场的制备超强磁场的制备需要专门的仪器和技术。
下面介绍几种制备超强磁场的方法。
1. 恒星磁场恒星是宇宙中最大的磁场源头。
例如太阳的磁场强度达到约1兆高斯。
研究恒星磁场对理解地球磁场以及宇宙中各种电磁现象非常重要。
2. 电磁体利用电磁体产生超强磁场的方法最为常见。
电磁体由多个线圈组成,通电后产生磁场。
磁场强度与电流密度、导线长度、线圈数、线圈直径、线圈材料等因素有关。
近年来,由于超导材料的发展,超导电磁体在制备超强磁场方面占据越来越重要的地位。
3. 爆炸磁场爆炸磁场是指利用炸药等材料在短时间内产生强电流,进而产生磁场。
这种方法可以产生数千到数十万高斯的磁场,但需要极高的技术难度和安全保障。
4. 求和场求和场是将多个小的磁场叠加以达到超强磁场的目的。
例如在MRI中使用到了此方法,通过多个磁场线圈的叠加,产生几百到几千高斯的磁场,从而实现成像。
二、超强磁场的应用1. 磁共振成像(MRI)MRI是一种无创的诊断技术,能够对人体内部的组织结构进行高清晰度成像。
其核心是基于磁共振原理,需要超强静态磁场、RF激励场和梯度磁场共同作用。
目前的MRI机器可以达到3T到7T的磁场,磁场强度越大,成像质量越好。
2. 磁控制核聚变反应器(MCF)核聚变是一种可持续的、清洁的能源。
而MCF则是一种探索和实现核聚变能源的方法。
MCF核心是一种等离子体,在磁场的控制下实现核聚变反应。
目前研究中,需要的超强磁场强度在数百至千万高斯之间,而且还需要超导磁体等大型设备。
3. 磁性制冷磁性制冷是利用磁场改变材料温度的方法。
当材料处于一定温度时,在磁场中会发生等磁位能变化,导致材料温度的变化。
研究表明,如果磁场足够强的话,可以实现超低温的制冷,用于冷却超导材料等。
浅析强磁场的应用摘要:早在上世纪强磁场就已经开始被研究与发掘,时至今日强磁场技术更是成熟,本文将简要介绍强磁场的性质与原理、在国内的发展现状、在工业、军事、医学上的应用,以及发展的弊端。
关键词:脉冲强磁场;稳态强磁场;技术与应用引言随着时代的发展,强磁场技术逐渐应用在我们的工业生活中。
在二十世纪六十年代人们发现了实用超导材料,持续强磁场消耗电能的功率就大大减少,强磁场也被人们渐渐运用到实用领域,本世纪,电工新技术应用需要重点发展超导和永磁强磁场技术,在各国核物理、核聚变等科技计划的带动下,这项技术得到了很大的发展。
低温铌钛合金,铌三锡复合超导线和铷铁硼永磁材料形成了产业链,能够批量生产[1]。
人们成功研制出可长期稳定运行的强磁场装置,满足15T以下的场强和磁场形态,从而推动了强磁场的应用[2]。
根据在材料在磁场中收到的四种作用力如洛伦兹力、库仑力、磁化力和极化力,人们开始利用磁场来制作各项性能都更为优秀的材料。
在磁场中材料主要受洛伦兹力与磁化力的作用,人们可以利用这一性质对材料的晶体取向,组织去向来做影响制作出新材料。
本文将从强磁场的性质与原理、在国内的发展现状、在工业、军事、医学上的应用、发展的弊端这几个方面来浅析强磁场。
螺旋装置是当今超导磁体技术水平的典型代表,而美国的稳态强磁场可以说是世界先进水平,世界稳态强磁场的最强记录就是由位于美国弗罗里达的NHMFL实验室所保持的。
我国强磁场方面的研究要走的路还很长。
1.强磁场的简介1.1强磁场的原理自从电磁场被安培制造出来后,磁场的应用就开始变的广泛,尤其是在强磁场被应用于科学研究之后。
超强磁场一般叫强磁场,是指强度远高于强度为约为0.05mt地磁场的外加磁场,一般强度大于2T。
对于磁场的研究,也产生了许多新现象和新概念。
这些新技术对于现代物理、生物、化学学等学科产生的影响也很巨大,更不用说日常生活了。
因此,不断发展和升级磁场技术,制造出更稳定更有效的强磁场成为科学家研究强磁场的一大目标。
强磁质和弱磁质的应用
强磁质和弱磁质在许多不同的应用中扮演着重要的角色。
以下是它们的一些应用:
强磁质的应用:
1. 电机和发电机:强磁铁用于制造电动机和发电机中的磁场,通过与电流互相作用产生旋转力矩。
2. 磁共振成像(MRI):大功率强磁场用于产生MRI图像中
所需的磁共振效应。
3. 磁选机:强磁场用于从杂质中分离出有用的矿石或其他物质。
4. 车辆动力传动系统:强磁铁可以用于制造电动车辆和混合动力车辆中的电动机,提供动力传递。
弱磁质的应用:
1. 记录介质:弱磁质用于制造磁带、硬盘和磁性存储设备等记录介质,以存储和检索数据。
2. 磁扩散:弱磁质被用于制造磁扩散器,用于磁性颗粒的分离和过滤。
3. 生物医学:弱磁质可以用于生物医学领域,如用于分离和检测生物分子、药物递送和磁热疗法等。
总的来说,强磁质主要应用于需要强磁场的领域,如电机、磁共振成像和磁选机等。
而弱磁质则主要应用于数据存储和生物医学等领域。
超强磁场对物质的影响和应用众所周知,磁场是一种物理现象,它与电流、电荷一样存在于自然界中,而磁场的强度可以用磁感应强度来衡量。
而随着科技的不断进步,人们已经能够制造出越来越强的磁场。
那么,超强磁场对物质会产生什么影响呢?它有什么应用呢?1.磁场对物质的影响超强磁场对物质的影响主要体现在以下几个方面:a.物质的磁性变化当物质置于磁场中时,它们会产生磁性变化,这是因为磁场会影响到物质中电子的自旋和轨道运动。
在超强磁场下,一些本来不具有磁性的材料也会变得磁性很强,如一些稀土元素、储氢合金等。
这种现象被称为磁致伸缩效应。
b.物质的电性变化超强磁场也会影响物质的电性质。
在磁场中,物质会出现磁阻效应,即物质的电阻率会随着磁场的变化而发生变化。
这种效应在超强磁场下会更加明显,因此被广泛应用于材料研究中,如研究高温超导材料中的电子运动。
c.物质的结构变化超强磁场也会对物质的结构产生影响。
在一些分子和晶体结构中,磁场会影响到原子之间的相互作用,从而使分子或者晶体结构发生变化。
利用磁场调控分子和晶体结构,可以实现某些特殊的物理和化学性质。
2.超强磁场的应用a.核磁共振成像核磁共振成像(MRI)是利用超强磁场对人体内部的水分子进行扫描成像的技术。
尽管MRI的成像原理较为复杂,但是由于它不会对人体产生伤害,因此得到了广泛应用。
利用MRI可以非常清晰地看到人体内部器官和组织的结构和位置。
b.高能物理实验在高能物理实验中,为了探测微观粒子、探究宇宙组成和演化过程,需要产生极强的磁场来对粒子进行控制、分析。
目前,世界上最大的超导磁体就是用于高能物理实验的实验磁体,其磁场强度可以达到20 T。
c.材料科学研究超强磁场已经成为现代材料科学研究中的重要工具,利用超强磁场可以研究材料的电、磁、结构等性质,探索新材料的应用。
例如,利用磁性材料中的磁致伸缩效应可以制作出具有形变记忆功能的材料。
总之,超强磁场对物质的影响和应用是多方面的,涉及到物理学、化学、材料学等多个领域。
浅析强磁场的应用发表时间:2019-03-20T13:42:00.507Z 来源:《科技新时代》2019年1期作者:曲毅[导读] 早在上世纪强磁场就已经开始被研究与发掘,时至今日强磁场技术更是成熟,本文将简要介绍强磁场的性质与原理、在国内的发展现状、在工业、军事、医学上的应用淄博中学山东淄博 255000摘要:早在上世纪强磁场就已经开始被研究与发掘,时至今日强磁场技术更是成熟,本文将简要介绍强磁场的性质与原理、在国内的发展现状、在工业、军事、医学上的应用,以及发展的弊端。
关键词:脉冲强磁场;稳态强磁场;技术与应用引言随着时代的发展,强磁场技术逐渐应用在我们的工业生活中。
在二十世纪六十年代人们发现了实用超导材料,持续强磁场消耗电能的功率就大大减少,强磁场也被人们渐渐运用到实用领域,本世纪,电工新技术应用需要重点发展超导和永磁强磁场技术,在各国核物理、核聚变等科技计划的带动下,这项技术得到了很大的发展。
低温铌钛合金,铌三锡复合超导线和铷铁硼永磁材料形成了产业链,能够批量生产[1]。
人们成功研制出可长期稳定运行的强磁场装置,满足15T以下的场强和磁场形态,从而推动了强磁场的应用[2]。
根据在材料在磁场中收到的四种作用力如洛伦兹力、库仑力、磁化力和极化力,人们开始利用磁场来制作各项性能都更为优秀的材料。
在磁场中材料主要受洛伦兹力与磁化力的作用,人们可以利用这一性质对材料的晶体取向,组织去向来做影响制作出新材料。
本文将从强磁场的性质与原理、在国内的发展现状、在工业、军事、医学上的应用、发展的弊端这几个方面来浅析强磁场。
螺旋装置是当今超导磁体技术水平的典型代表,而美国的稳态强磁场可以说是世界先进水平,世界稳态强磁场的最强记录就是由位于美国弗罗里达的NHMFL实验室所保持的。
我国强磁场方面的研究要走的路还很长。
1.强磁场的简介1.1强磁场的原理自从电磁场被安培制造出来后,磁场的应用就开始变的广泛,尤其是在强磁场被应用于科学研究之后。
超强磁场一般叫强磁场,是指强度远高于强度为约为0.05mt地磁场的外加磁场,一般强度大于2T。
对于磁场的研究,也产生了许多新现象和新概念。
这些新技术对于现代物理、生物、化学学等学科产生的影响也很巨大,更不用说日常生活了。
因此,不断发展和升级磁场技术,制造出更稳定更有效的强磁场成为科学家研究强磁场的一大目标。
1.2强磁场的发展趋势人类近代的科学技术发展伴随着地球资源的大量消耗,人们现在对于材料的量的要求不仅没有减少,而且还在质量方面上更加严格。
因此各项性能更加优良的材料会被更加广泛的采用。
而材料在强磁场中会在原子尺度上拥有新的变化:强磁场会重新改变原子中电子的跃迁、与排布行为,从而对这些材料的各项性质产生深远的影响。
比如水在强磁场下会发生变形,非导磁物质在超强磁场中会发生悬浮现象,在金属凝固过程中,晶粒也会被影响形成单晶组织,所以如何利用强磁场对材料的影响,来制作出各项性能更加突出的新材料就非常重要了,也因此成为了各国研究磁场的科学家的重要目标。
进入二十一世纪,随着科学家的研究,超导与永磁强磁场技术也逐渐成熟,应用也随之广泛,医学方面的核磁共振、交通方面的磁悬浮列车、军事方面更加灵敏与先进的雷达、材料方面的磁拉硅单晶生长炉也得到了实际应用。
1.3国内外发展现状中国在强磁场的研究与应用方面也没有落于下风,中国的科学家一直致力于研究出稳态强磁场,2017年9月,稳态强磁场实验装置通过了验收,我国从此成为国际上第五个有稳态磁场的国家。
并且同时在北京怀柔如何应对在极端条件下应用强磁场的工程也开始动工,争取可以在极低温、高温、高压强下也可以做到拥有稳态强磁场。
并且在近年来取得了较大进步华中科技大学国家脉冲强磁场中心脉冲强磁场实验装置(PHMFF)是我国“十一五”期间规划建设的十二项重大科技基础设施之一,是第一个由部属高校承建的国家重大科技基础设施项目。
PHMFF于2008年4月开工建设,2014年10月通过国家验收。
这个装置的建设成功是一项巨大的成功,填补了国内超高磁场实验条件的空白。
不过这距离美国等发达国家仍有一些差距。
现如今,超导磁体技术水平的代表是日本名古屋科学研究所的大型螺旋装置。
而美国的稳态强磁场可以说是世界先进水平,世界稳态强磁场的最强记录就是由位于美国弗罗里达的NHMFL实验室所保持的。
这是美国早在1993年就开始策划突破48T稳态强磁场混合磁体强磁场实验中心的计划[3]。
而日本筑波科学城、荷兰Nijmegen强磁场实验室都在加强稳态强磁场的研究,所以,中国在强磁场方面其实并不是名类前茅,因而类似于核磁共振等技术被欧美垄断,在磁场研究方面,我国的科学家们还是任重而道远的。
2.强磁场的应用2.1 工业应用由于金属成型时在强磁场下会有较大影响,拥有较大发展前景。
人类对强磁场工业电磁成形技术的研究,最初开始于1960年左右的美国,物理学家Kaptliap在做实验时发现了一个现象:金属线圈在形成脉冲磁场后,在磁场力的作用下,容易胀大和涨破,这个现象引发了人们对电磁的思考。
而在这众多工业应用上我们重点介绍一下电磁成形这方面。
电磁成形就是在电容与控制开关构成的闭合回路中,通电瞬间,电流在线圈中产生强大的磁场,与此同时,金属工件产生感应电流,在感应电流产生的磁场作用下,金属工件成形。
相比于金属爆炸成形,电磁成形的危险性更小,与电液成型相比电磁成形又更方便。
电磁成形又主要在电磁冲载、电磁铆接、电磁焊接三个方面较有发展空间,我们知道,电磁产生装置在通电时产生的磁场力使划片向下滑动进行切割,而因为是强磁场所以电场力够大速度快高速成形,划片的切割面较为平滑,与普通切割相比有较大优势。
电磁铆接是通过电磁成形技术而新兴发展的一类铆接方法。
在开关闭合瞬间,冲击电流流经初级线圈后产生强磁场。
这个磁场与磁极线圈产生的感应电流再产生了涡流磁场,涡流磁场与该强磁场相互作用产生的涡流斥力,就是我们所称的放大器的输入力,这个输入力在经过不断地反射后会输出一个带峰值的波形应力,此力再传递给铆钉,使其快速完成塑性变形。
同样因其力量大,速率大,应变力大,电磁铆接也有其他铆接无法替代的优势。
而电磁焊接就相对来说比较少见,但也是可以实现的,但没有明显优势。
此外近年来国际上还研究了磁场软化水来改善水质作用;在强磁场的作用下,提高金属的强度;通过磁场的磁力吸出金属中的杂质,从而提高金属质量等。
2.2 医学应用而强磁场在医学上的应用较为有名与广泛的就是核磁共振了,1945年发现核磁共振成象后,就一直用于高分子材料的结构特性的研究。
核磁共振就是原子核在强磁场作用下由无序变为有序,在磁场频率与与其本身运动本身频率一样时,就是发生共振,能量升高跃迁到激发态,当射频场消失时又变为平衡态,称为弛豫过程,由此可以通过其共振的结果知道其密度与组织结构,也就达到了可探明人体内部构造的目的[4]。
对颅脑、脊髓等疾病核磁共振是目前为止最有效的诊断方法,核磁共振可以在较早时间发现肿瘤、脑梗塞、脑出血、脑脓肿、脑囊虫症及先天性脑血管畸形,还可以确定脑积水的种类及原因等。
同时核磁共振作为一种新技术,与传统CT相比,因为其本身是强磁场是不会有放射性的,所以不会对人体产生伤害,但在准确率与检查速度上略逊一筹。
2.3 军事应用我们知道,产生磁场的装置会对导体有磁场力的作用,如果这个磁场是大于4T的强磁场,那么这个电场力就大到惊人了,电磁炮就利用了这个原理。
1980年,美国为“星球大战”建造的实验电磁炮把质量为300克的炮弹加速到了每秒约4千米,而在真空中,这个速度更是可以惊人的提高到每秒8~10千米。
2010年12月12日,在美国研发的电磁轨道炮试射中,电磁炮的射程为海军常规武器的10倍。
美国非常重视电磁炮在军事上的应用,目标在8年内进行海上实测,在2025年实行军舰配用。
电磁炮优点众多,最大的特点就是射程远初速度大,拥有炸药火炮所不能具备的优势。
研究电磁武器已经是各国当今发展现代武器的重点。
3.强磁场应用中可能遇到的问题3.1安全性问题尽管核磁共振对人类理论上没有伤害,但因其对孕妇的孕儿畸形研究并没有研究透彻,所以现在还是建议不让怀孕初三个月内的孕妇去做核磁共振。
而且强磁场可能也会对人体里的磁性物质产生影响进而造成一些不可预料的伤害。
在实际应用条件下,强磁场环境下,因磁场力的作用大多金属制品都可能变为与子弹同等威力的武器,所以在实际操作时的保证人员的安全性也是一个巨大问题。
因此强磁场的安全性问题还比较大。
3.2实用性问题尽管强磁场条件下可以帮助工业生产,但那只是理想条件,强磁场的获得本来就是不容易的,而且工业的生产更是需要稳定持久的强磁场,现在可以达到获得稳定强磁场机构并不多。
获得稳定强磁场的成本或许会超过其制造商品的利润,实际上,电磁成形与水处理应用意义并不大。
所以强磁场的实用性并不是一片光明。
4.结论与展望作为一个较新的技术,强磁场是一项具有很大发展前景的项目。
即使强磁场现在还难以获得广泛的应用,但是这个领域还是有很大的发展前景的,如果强磁场技术成熟,那么它对工业工艺水平的提高是肯定的,且强磁场没有污染,从而在医学上与军事上的应用也会更为出色。
相信随着对强磁场应用研究的深入,更多我们还没有发现的强磁场的优势会被发掘出来。
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