磁性材料的創造和使用的歷史

磁性材料的使用歷史與發現和研究的歷史有著千絲萬縷的聯繫 磁性現象，以及磁性材料的發展歷程和性能的提高。

首先提到 用於磁性材料 可以追溯到遠古時代，當時磁鐵被用來治療各種疾病。

第一個由天然材料（磁鐵礦）製成的裝置是在漢代（公元前 206 年 - 公元 220 年）在中國生產的。 《論衡》（公元一世紀）中這樣描述：“此器形似勺，置於盤中，其柄向南。”儘管這樣的“設備”被用於風水，但它被認為是指南針的原型。

中國漢代製造的指南針原型：a——真人大小的模型； b——發明紀念碑

直到大約 18 世紀末。天然磁化磁鐵礦和用它磁化的鐵的磁性僅用於製造指南針，儘管有傳說將磁鐵安裝在房屋入口處以檢測可能隱藏在下面的鐵製武器來人的衣服。

儘管許多世紀以來磁性材料僅用於製造羅盤，但許多科學家從事磁性現象的研究（達芬奇、J. della Porta、V. Gilbert、G. Galileo、R. Descartes、 M. Lomonosov 等），他們為磁學的發展和磁性材料的使用做出了貢獻。

當時使用的羅盤指針是自然磁化或磁化的 天然磁鐵礦……直到 1743 年，D. Bernoulli 才將磁鐵彎曲並賦予其馬蹄形形狀，從而大大提高了其強度。

在十九世紀。電磁學的研究以及合適器件的開發為磁性材料的廣泛應用創造了先決條件。

1820 年，HC Oersted 發現了電和磁之間的聯繫。根據他的發現，W. Sturgeon 於 1825 年製成了第一塊電磁鐵，它是一根長 30 厘米，直徑 1.3 厘米，彎曲成馬蹄形的鐵棒，上面塗有絕緣漆，上面有 18 圈導線傷口通過接觸連接到電池。磁化鐵馬蹄鐵可承受 3600 克的負載。

鱘魚電磁鐵（虛線表示電路閉合時活動電觸點的位置）

P. Barlow 減少周圍含鐵部件產生的磁場對船舶羅盤和計時器影響的工作屬於同一時期。巴洛是第一個將磁場屏蔽裝置付諸實踐的人。

第一次實際應用 磁路 與電話的發明史有關。 1860 年，Antonio Meucci 展示了使用一種稱為 Teletrophone 的設備通過電線傳輸聲音的能力。 A. Meucci 的優先權直到 2002 年才得到承認，直到那時 A. Bell 才被認為是電話的創造者，儘管他 1836 年的發明申請比 A. Meucci 的申請晚了 5 年。

T.A.Edison 能夠在以下的幫助下放大電話的聲音 變壓器, P. N. Yablochkov 和 A. Bell 於 1876 年同時獲得專利。

1887 年，P. Janet 發表了一篇著作，描述了一種記錄聲音振動的裝置。將粉末塗層鋼紙插入中空金屬圓柱體的縱向槽中，沒有完全切割圓柱體。當電流通過圓柱體時，塵粒在 磁場電流.

1898年，丹麥工程師V. Poulsen將O. Smith關於錄音方法的想法付諸實踐。今年可以被認為是信息磁記錄的誕生之年。 V. Poulsen 使用直徑為 1 毫米的鋼琴鋼絲作為磁記錄介質，纏繞在非磁性輥上。

在錄音或播放過程中，捲軸連同線材相對於磁頭旋轉，磁頭平行於其軸線移動。像磁頭 用過的電磁鐵，由帶有線圈的棒狀磁芯組成，線圈的一端滑過工作層。

隨著金屬熔煉技術的發展和完善，具有更高磁性能的人造磁性材料的工業化生產成為可能。

在十九世紀。主要磁性材料是含碳1.2 ... 1.5%的鋼。從十九世紀末開始。開始被含矽合金鋼所取代。二十世紀的特點是創建了許多品牌的磁性材料，改進了磁化方法並創建了一定的晶體結構。

1906 年，硬塗層磁盤獲得了美國專利。用於記錄的磁性材料的矯頑力低，加上殘餘電感高、工作層厚度大和可製造性低，導致磁記錄的想法直到 20 年代才幾乎被遺忘世紀。

1925 年在蘇聯和 1928 年在德國開發了記錄介質，它們是柔性紙或塑料帶，上面塗有一層含羰基鐵的粉末。

上世紀20年代。磁性材料是基於鐵鎳合金（permaloid）和鐵鈷合金（permendura）製成的。對於在高頻下使用，鐵磁卡是可用的，它是由塗有清漆的紙製成的層壓材料，其中分佈有鐵粉顆粒。

1928 年，德國獲得了一種由微米級顆粒組成的鐵粉，建議將其用作製造環狀和棒狀鐵芯的填料。坡莫合金在電報中繼構造中的首次應用屬於同一時期。

坡莫合金和坡莫耐合金包含昂貴的成分——鎳和鈷，這就是為什麼在缺乏合適原材料的國家開發替代材料的原因。

1935 年，H. Masumoto（日本）創造了一種基於鐵與硅和鋁的合金（alcifer）。

在 1930 年代。出現了鐵鎳鋁合金 (YUNDK)，它具有較高的（當時）矯頑力和比磁能值。基於此類合金的磁體工業生產始於 1940 年代。

同時開發了各種品種的鐵氧體，生產了鎳鋅鐵氧體和錳鋅鐵氧體。這十年還包括基於永磁體和羰基鐵粉的磁電介質的開發和使用。

在同一年，提出的發展構成了改進磁記錄的基礎。 1935 年，德國製造了一種名為 Magnetofon-K1 的設備，其中使用磁帶記錄聲音，其工作層由磁鐵礦組成。

1939 年，F. Matthias (IG Farben / BASF) 開發了一種由背襯、粘合劑和伽馬氧化鐵組成的多層膠帶。已經創建了具有基於永磁體的磁芯的環形磁頭用於播放和記錄。

在 1940 年代。雷達技術的發展導致了對電磁波與磁化鐵氧體相互作用的研究。 1949年，W.休伊特觀察到鐵氧體中的鐵磁共振現象。在 50 年代初期。開始生產基於鐵氧體的輔助電源。

在 50 年代。在日本，硬磁鐵氧體開始商業化生產，它比 YUNDK 合金便宜，但在比磁能方面不如它們。使用磁帶在計算機中存儲信息和記錄電視廣播的開始可以追溯到同一時期。

在上世紀60年代。基於鈷與釔和釤的化合物的磁性材料的開發正在進行中，這將在未來十年內導致各種類型的類似材料的工業實施和改進。

在上世紀70年代。磁性薄膜生產技術的發展導致它們廣泛用於記錄和存儲信息。

在上世紀80年代。基於 NdFeB 系統的燒結磁體開始商業化生產。大約在同一時間，開始生產非晶磁性合金，稍後開始生產納米晶磁性合金，它成為永磁體的替代品，在某些情況下還可以替代電工鋼。

1985 年發現的包含納米厚磁性層的多層薄膜中的巨磁阻效應為電子學的新方向——自旋電子學 (spintronics) 奠定了基礎。

上世紀90年代。基於 SmFeN 系統的化合物被添加到復合硬磁材料的光譜中，並於 1995 年發現了磁阻隧穿效應。

2005年發現了巨隧道磁阻​​效應。之後，基於巨磁阻效應和隧道磁阻效應的傳感器被開發並投入生產，用於硬磁盤的組合記錄/再現磁頭、磁帶設備等。還創建了隨機存取存儲器設備。

2006年，垂直磁記錄用磁盤開始工業化生產。科學的發展，新技術和設備的發展，不僅可以創造新材料，還可以改善以前創造的材料的特性。

二十一世紀初的特點是以下與磁性材料使用相關的主要研究領域：

• 在電子領域——由於引入了平面和薄膜設備，減小了設備的尺寸；

• 在永磁體的開發中——替代各種設備中的電磁鐵；

• 在存儲設備中——減小存儲單元的大小並提高速度；

• 在電磁屏蔽方面——在較寬的頻率範圍內提高電磁屏蔽的效率，同時減小其厚度；

• 在電源中——擴大使用磁性材料的頻率範圍的限制；

• 在含有磁性顆粒的液體非均勻介質中——擴大其有效應用領域；

• 在不同類型傳感器的開發和創造中——通過使用新材料和技術擴大範圍並提高技術特性（尤其是靈敏度）。