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中國是世界上最先發(fā)現(xiàn)物質(zhì)磁性現(xiàn)象和應(yīng)用磁性材料的國家。早在公元前3世紀(jì)，《呂氏春秋·季秋記》中就有“慈石召鐵，或引之也”的記述。11世紀(jì)宋朝沈括在《夢溪筆談》中記載了指南針的制作和使用，指南針作為中國人引以為傲的四大發(fā)明之一，其中的關(guān)鍵就是磁性材料。

隨著材料科學(xué)和技術(shù)的不斷發(fā)展，磁性材料也在不斷創(chuàng)新和發(fā)展，例如新型磁性材料的開發(fā)、納米磁性材料的制備等等。磁性材料作為一種古老又年輕、歷史悠久卻又蓬勃發(fā)展的材料，具有重要的科研意義和實際應(yīng)用價值。本文中我們的研究對象主要是永磁材料。

永磁材料特性及其應(yīng)用

高矯頑力材料（硬磁性材料）又稱為永磁材料，其主要特點是不消耗能量就可以提供一個穩(wěn)定的磁場，可以用于各種驅(qū)動器、功率源元件、傳感器和儀器儀表等，具有高剩磁和高剩余磁化強度、高矯頑力、高最大磁能積、穩(wěn)定性好（對于環(huán)境因素如溫度、振動等的穩(wěn)定性高）的優(yōu)點。目前，永磁材料在電機、發(fā)電機、磁盤存儲器、聲學(xué)傳感器等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如，在電機領(lǐng)域，稀土磁性材料可以用于制造高效率、高功率的電機，從而提高電機的性能和能源利用效率；在磁盤存儲器領(lǐng)域，稀土磁性材料可以用于制造高密度、高速度的硬盤驅(qū)動器，從而提高存儲容量和讀寫速度；在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，永磁體可以作為MRI系統(tǒng)中的磁場源，用于產(chǎn)生強大的靜態(tài)磁場，通過磁性共振來生成人體內(nèi)部的高清圖像。

案例分享 

對磁性材料中的非金屬元素進行檢測的必要性

按照永磁材料的化學(xué)組成以及發(fā)展順序，可以將其大體分成三類：鐵氧體永磁材料、金屬系永磁材料和稀土永磁材料。磁性材料制備過程中難以完全避免雜質(zhì)的存在。以碳、硫、氧、氮、氫元素為例，一方面中這些元素在磁性材料的化學(xué)成分中本來就存在，如鋼鐵中的碳、氧、硫等元素；另一方面，這些元素對材料的磁性能有一定的影響，比如一些元素的摻雜可以提高磁性材料的磁性能，但有些元素的摻雜會增加材料的磁阻抗，降低磁導(dǎo)率。特別地，在稀土永磁制備中，尤其需要測量氫元素的含量，控制氫元素的含量在合適的范圍。一般來說，稀土永磁制備中需要測量氫元素的含量的主要是在氫破工藝環(huán)節(jié)。

目前，釹鐵硼的氫破碎就是利用稀土材料具有吸氫的特性，吸氫后發(fā)生膨脹，在膨脹的過程中，沿晶界斷裂，從而達到破碎的目的。

用Eltra元素分析儀檢測磁性材料中的非金屬元素

測量原理：Eltra CS-i通過在分析感應(yīng)爐中燃燒后產(chǎn)生的氣態(tài)燃燒產(chǎn)物二氧化碳和二氧化硫來測量無機樣品中的碳和硫含量， 超過2000°C的高溫保證了樣品的完全分解，從而在一個廣泛的濃度范圍內(nèi)進行可靠和準(zhǔn)確的元素分析。Eltra ONH分析儀是一臺惰性氣體熔融燃燒分析儀，使用紅外檢測器檢測樣品中氧元素，熱導(dǎo)檢測器則檢測樣品中的氮元素和氫元素。

圖2：Eltra CS分析儀（左）和Eltra ONH分析儀（右）

數(shù)據(jù)展示：埃爾特的元素分析儀可以用在永磁材料制備工藝的各個環(huán)節(jié)，以下三組數(shù)據(jù)分別來自不同客戶測量永磁材料中的碳氫氧數(shù)據(jù)，對應(yīng)前序工藝環(huán)節(jié)，測量需求分別來自原材料中的碳元素檢測、氫破工藝后粉末的氫元素檢測、磁材中的氧氮元素檢測。ELTRA的兩組設(shè)備很好地完成了客戶的檢測要求。

圖3：A客戶用Etra CS分析儀進行釹鐵硼原材料中的碳元素檢測

圖4：B客戶用Eltra ONH分析儀進行氫破后釹鐵硼粉末中的氫元素檢測

圖5：C客戶用Etra ONH分析儀進行磁材中的氧氮元素分析

以上三組數(shù)據(jù)中，碳硫分析儀運用了Eltra特有的腔室供氧法，在反應(yīng)過程中氧氣充滿整個燃燒池，從而保證樣品充分燃燒釋放出待測氣體，數(shù)據(jù)的平行性優(yōu)勢在多次重復(fù)的測定中得到了證實。氧氮氫分析儀目前可以搭載32位自動進樣器，并在此基礎(chǔ)上可以繼續(xù)增加進樣盤達到64位及以上進樣，高效的設(shè)計非常適合需要大批量檢測的機構(gòu)。

關(guān)于埃爾特品牌

德國Eltra（埃爾特）專注于碳硫元素分析40多年，從最初的碳硫測定儀擴展到氧氮氫分析儀、熱重分析儀Eltra已經(jīng)成為元素分析領(lǐng)域的佼佼者。其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、汽車、航空、煤炭、建筑材料以及高效研究所等機構(gòu)。隨著ELEMENTRAC系列啟用ELEMENTS軟件，埃爾特可以提供快速可靠的C/S/O/N/H分析，除了現(xiàn)代化的設(shè)計和方便的操作以外，還為特殊要求提供綜合解決方案。Eltra元素分析儀可以根據(jù)客戶要求不同提供不同的配置方案，也可根據(jù)不同的樣品種類定制不同測量范圍的儀器。目前CS和ONH分析儀都可以選配自動進樣和自動清掃裝置，尤其適合于需要大批量檢測的專門機構(gòu)或科研院所。如您有興趣，隨時歡迎聯(lián)系我們。