磁鐵(magnet)的成分是鐵、鈷、鎳[niè]等原子，其原子的內部結構比較特殊，本身就具有磁矩，又稱為四氧化三鐵和慈石，主要分為天然和人造兩大類，人造磁鐵又分為永久磁鐵和臨時磁鐵兩種，也可以按照磁性分為永久磁鐵、臨時磁鐵和電磁鐵三類，其中永久磁鐵包括陶瓷或鐵氧體、鋁鎳鈷、釤鈷、釹鐵硼四種，電磁鐵則由纏繞在鐵制金屬芯上的線圈組成。，磁鐵兩端為磁極，能夠產生磁場，具有吸引鐵磁性物質如鐵、鎳、鈷等金屬的特性。磁鐵還可以進行磁化和退磁，使得鐵磁性材料得到磁性和失去磁性。
天然磁鐵主要成分為四氧化三鐵，化學式Fe3O4，又稱“磁性氧化鐵”，是一種具有磁性的黑色晶體，不溶于水，能夠與酸反應，不溶于堿。磁鐵很早就被人所發現，在2300年前中國制造了世界上第一個指南儀，經過發展人們制造出了釹[nǚ]鐵硼磁鐵和釤鈷磁鐵等人造磁鐵，通過合成不同材料的合金可以達到與吸鐵石相同的效果，而且還可以提高磁力。磁鐵也以為能夠產生磁場和吸引鐵磁性材料的特性而被廣泛應用，其可以作為化學實驗和醫學中實施中心靜脈穿刺置管術的輔助用品，也可以作為理療產品和工業中電動機和渦輪機的主要部分。
主要特性
物化性質
磁鐵是一種主要由鐵、鈷、鎳等金屬原子組成的固態混合物，分為天然和人造兩大類。人造磁鐵通常用金屬合金制成，具有強磁性。天然磁鐵主要成分為四氧化三鐵，化學式Fe3O4，常稱“磁性氧化鐵”，是一種具有磁性的黑色晶體，由氧化亞鐵和氧化鐵組成，四氧化三鐵的晶體里存在著兩種不同價態的離子，其中三分之一是Fe2+，三分之二是Fe3+，是一種復雜的化合物，其不溶于水，能夠與酸反應，不溶于堿。
結構特征
磁鐵具有磁性，當磁鐵浸入鐵屑中時，我們可以觀察到鐵屑粘附在磁鐵的末端，這是因為磁鐵末端的吸引力最大，這些末端被稱為磁鐵的極點。磁極總是成對存在的，當磁鐵被切成兩部分時，兩塊都將具有北極和南極。并且每當磁鐵自由懸浮在半空中時，它總是指向南北方向。指向地理北方的極點稱為北極，指向地理南方的極點稱為南極。具有不同類型極點的磁鐵，如果拉近，就會有吸引力。同時，對于具有相同類型磁極的磁鐵，如果靠近，將產生排斥力。當兩個磁鐵之間的距離較小時，這兩個磁鐵之間的磁力更大。
磁鐵的分類
來源
磁鐵按照來源可分為兩類天然磁鐵和人造磁鐵，天然磁鐵指無需人工干預而自然過程形成的磁鐵；人造磁鐵是指人類使用含有磁性元素的物體制成的磁鐵，自制磁鐵又分為兩種，分為永久磁鐵和臨時磁鐵。磁鐵也可以根據其形狀進行簡單分類，主要分為U形，圓柱形，棒形，針形，芯片形和馬蹄形等。
磁性
永久磁鐵
是指一旦被磁化就不會失去磁性，其可以是天然產物，又稱天然磁石，也可以由人工制造，可進一步分為陶瓷或鐵氧體、鋁鎳鈷、釤鈷、釹鐵硼四種。鋁鎳鈷合金（Alnico）為鐵合金，其組成除鐵以外，還包括鋁、鎳、鈷和少量其他能夠增強磁性能的成分。例如Alnico-6的成分除鐵以外，還包括8%鋁、16%鎳、24%鈷、3%銅、1%鈦。釤鈷磁鐵是一種稀土磁鐵，是由釤、鈷和其它金屬稀土材料經配比制成的一種磁鐵，釤鈷磁鐵有兩種組成比，分別為(釤原子：鈷原子)1:5和2:17。釹鐵硼磁鐵一般含釹33%，其最大能量積幾乎是傳統Sm-Co（釤鈷）磁鐵的兩倍。
臨時磁鐵
則是指在磁場存在下能夠被磁化，從而具有磁性，但當磁場被移除時，便會失去磁性的材料，鐵釘和回形針就是是臨時磁鐵的典型例子。
電磁鐵
電磁鐵由纏繞在鐵制金屬芯上的線圈組成，當這種材料暴露在電流下時，會產生磁場，使材料表現得像磁鐵一樣，并且這種磁鐵的磁場的強度可以通過控制電流來控制。其磁場分布和磁鐵造成的磁場相當類似，而磁鐵的方向可以依照右手定則決定。電磁鐵產生的磁場和磁矩和螺線管圈數、截面積及其上面流過的電流乘積成正比。
一些磁鐵在自然界中自然存在，例如磁石。還可以進行磁化使得金屬成為磁鐵，可以將它們加熱到居里點或更高，使得鐵磁性金屬獲得磁性，當加熱溫度達到給定溫度可以使鐵磁性金屬成為臨時磁鐵，當加熱超過給定溫度則可以使鐵磁性金屬永久磁化。鐵磁材料也可以分為軟金屬和硬金屬。軟金屬在被磁化后會隨著時間的推移失去磁場，而硬金屬可以經磁化后成為永磁體。
使磁鐵喪失磁性的方法大致分為三種，一是將磁鐵暴露在極端溫度下，二是將磁鐵進行錘擊以減弱或消除磁鐵的磁性，也可以用一塊磁鐵和另一塊磁鐵二者間摩擦，也會降低磁鐵的磁強度。
磁場由永磁鐵產生，也可由通電流的導線產生，磁場大小與電磁鐵的圈數成正比，磁感應強度則為
磁體中單位面積通過的磁力線數。
應用領域
醫學應用
中心靜脈穿刺置管術在醫藥是一種能夠快速搶救危重患者的重要手段，但在放置鎖骨下靜脈導管時，導管誤入同側頸內靜脈是也是常見的并發癥之一，可以使用體外磁鐵引導導管的放入，以保證中心靜脈穿刺置管術的成功率。
食品保健
食品飲料行業罐頭包裝使用易開蓋材料，在按裝蓋子時為達到無菌操作的條件，可以采用在輸送框架上安裝有磁鐵的導磁條，使得蓋子可以被會吸附在輸送帶上隨輸送帶同步運動，從而達到無菌操作的條件。磁鐵還可以做成一些飾品進行佩戴，從而達到理療的效果，例如可以做成磁項鏈 、磁環等，它即有治療肩上肌肉因疲勞而產生的僵硬等作用，同時也可以作為珠寶裝飾。
工業應用
隨著磁與電之間關系的發現，磁鐵現在被作為電動機和渦輪機的主要部分，磁鐵也被用于存儲計算機數據，例如制為固態驅動器的驅動器，可以更好的將數據保存在計算機上。
指南針
中國在很早就發現磁針指南的現象，隨后便發明了司南酌、盤針和指南魚等工具，指南針在唐朝被用于堪輿，查測相墓相宅的風水，后被用于海上航行。
發展歷史
發現歷程
磁鐵在古代就被人所認識，古代人們發現在自然界有一種被磁化的鐵礦石，能夠吸引鐵制品。1822年，法國物理學家阿拉戈和呂薩克發現，當電流通過其中有鐵塊的繞線時，它能使繞線中的鐵塊磁化。這實際上是電磁鐵原理的最初發現。1823年，斯特金通過實驗發明了電磁鐵，隨后亨利對其進行了改進，使其能夠吸起1噸重的鐵塊。磁鐵的英文名來自盎格魯法語和拉丁語，而magnes則來自希臘語magnēs（lithos），字面意思是小亞細亞半島古城鎂質石，懸吊著的天然磁石就是最早的指南針，已知最早記載磁鐵及其性質的文獻出現在二千五百年前，古羅馬作家老普林尼在《自然志》就已經開始記載天然磁石及其可以吸收鐵的特性。在中國文獻中將磁鐵稱為“慈石”，最早記載見于《夢溪筆談》《抱樸子》等，在2300年前中國制造了世界上第一個指南儀。
開采歷史
經過發展，在18世紀出現了人造的磁鐵，當時人們主要使用碳鋼、鎢鋼、鉻鋼和鈷鋼作永磁材料，直到20世紀20年代人們才制造出更強磁性材料鋁鎳鈷，20世紀50年代制造出了鋇[bèi]鐵氧體磁鐵，使得磁鐵成本得到降低，也得到了更多的應用，70年代制造出稀土磁鐵(包括釹鐵硼和釤鈷)成為磁鐵新時代的開端，目前鐵氧體磁鐵仍然是用量最大的永磁材料，但釹鐵硼磁鐵的產值已大大超過鐵氧體永磁材料，釹鐵硼磁鐵的生產已發展成一大產業。
電磁學特征
磁化
一些磁鐵在自然界中自然存在，例如磁石。還可以進行磁化使得金屬成為磁鐵，可以將它們加熱到居里點或更高，使得鐵磁性金屬獲得磁性，當加熱溫度達到給定溫度可以使鐵磁性金屬成為臨時磁鐵，當加熱超過給定溫度則可以使鐵磁性金屬永久磁化。鐵磁材料也可以分為軟金屬和硬金屬。軟金屬在被磁化后會隨著時間的推移失去磁場，而硬金屬可以經磁化后成為永磁體。
退磁
使磁鐵喪失磁性的方法大致分為三種，一是將磁鐵暴露在極端溫度下，二是將磁鐵進行錘擊以減弱或消除磁鐵的磁性，也可以用一塊磁鐵和另一塊磁鐵二者間摩擦，也會降低磁鐵的磁強度。
其他
磁場由永磁鐵產生，也可由通電流的導線產生，磁場大小與電磁鐵的圈數成正比，磁感應強度則為
磁體中單位面積通過的磁力線數。
參考資料 >
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磁鐵是如何制造的？20多年的疑惑終于被解開了.未知.2023-06-07
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