磁力与永磁体的演化历史

人类对于磁的发现，可追溯到公元前。我国在战国末期就有“慈石召铁”（即磁石吸铁）的说法。我国四大发明之一的指南针就是11世纪我国科学家沈括发明的。指南针的发明对航海导航、陆地辨别方向起到了极其重要的作用。沈括不仅发明了指南针，他还是世界上第一位发现并测量地球磁偏角的科学家。我国药学家李时珍在他的《本草纲目》中，把磁石作为治疗某些疾病的良药。我国是世界上最早发现和使用磁性和永磁体的国家。

在19世纪之前，磁和电是彼此完全独立发展的两门学科。直到1820年奥斯特（Oer-sted）首先发现电流流经导线时，导线周围存在磁场。同时也发现当有电流通过磁场内的导线时，导线受到了磁场力的作用而移动。奥斯特还发现导线通过电流时其周围的磁场改变罗盘指针的指向。奥斯特是第一位将磁和电联系起来的科学家。

电磁学这门学科经历了许多科学家一百多年的研究、发现才发展起来的。法拉第（Far-aday）做出了重大贡献。法拉第是第一位发现将永磁体在线圈中移动时，线圈会产生电流及永磁体在线圈中当线圈有电流通过时永磁体会移动的科学家。后人利用这一机理发明了发电机和电动机。

有了发电机就有了电。电改变了世界，改变了世界各国人民的生产、生活方式。可以说，有了电，世界发生了革命性的变化。有了电，就发明了电灯，人们不再点蜡烛和煤油灯照明；有了电，又发明了电话、电报、无线电、雷达、电视……实现了人类梦寐以求的远距离通信、交流信息及控制；发明了电动机，人们用电通过电动机拖动机床、碾米、磨面等机械，大大地提高了劳动生产率，促进了生产力的发展和社会进步。

尔后，麦克斯韦（T.C.Maxwell）归纳总结了电磁学规律，他的重大贡献是麦克斯韦方程。麦克斯韦方程被广泛应用在电磁领域里。比如应用在大型磁器件、光电仪器、电动机、回旋加速器、电子计算机、无线电、雷达、电子显微镜、电子望远镜等领域。高性能的永磁体被广泛地应用在行波管、磁控管、钛泵、质子加速器、阴极溅射、航天航空的电机及仪表等领域中。

自1900年发现并制成了钨钢永磁体之后，随着科学的发展、技术的进步，永磁体在很多领域得到广泛的应用，其需求量不断增加。人们对永磁体的综合性能的要求在不断地提高，促进了高性能的永磁体不断问世。

20世纪60年代之后先后发明了高剩磁铝镍钴（AlNiCo）、铁铬钴（FeCrCo）、航天航空用的铂钴（PtCo）永磁体及钡铁氧体（Bao·6Fe₂O₃）、锶铁氧体（SrO·6Fe₂O₃）等永磁体相继问世。20世纪80年代后又有磁综合性能更好的稀土钴（RCo₅）（R₂Co₁₇）永磁体问世。尔后又有磁综合性能比稀土钴更好的钕铁硼（NdFeB）永磁体投放市场。这些磁综合性能很好的永磁体被广泛地应用于汽车、拖拉机、微小型风力发电机的永磁发电机上及汽车、电力机车、航天航空仪表中。甚至电冰箱的门上用的磁性橡胶密封、儿童玩具的直流电动机、各种拎、背包的开关等都用上了永磁体。(www.xing528.com)

利用永磁体对外做功不消耗自身能量的特性，发明了磁选机，将球磨机磨成细粉的精铁粉与石粉用磁选机中的永磁体将精铁粉从中分离出来。粮食和食品加工中的去铁，化学产品生产中某些催化作用都用上了永磁体。永磁体还能阻碍某些化学反应。永磁体又可以做磁悬浮轴承；永磁体还可以做磁性联轴器；还可以做永磁吊，用以吊运钢、铁等。永磁体被广泛地应用在工业、农业、医疗、航天航空、造船、汽车、发电机、电动机等各个领域。

在20世纪70年代，世界发生了石油危机，能源短缺，而煤炭、石油等化石类不可再生能源储量有限，不可能无限制地开采。于是人们开始开发无污染可再生的清洁能源——风能，利用风能发电可以替代火电节省煤炭、石油，以减少燃烧化石类燃料对地球环境的破坏和对地球大气的污染。由于风力发电机的快速发展又促进了永磁发电机的发展。永磁发电机需求量的不断增加又拉动了永磁体的发展。

20世纪80年代之后，随着科学的发展，技术的进步，风力发电机技术日趋成熟，风电机组已商品化生产。同时，风电成本也不断下降，对永磁发电机的需求也进一步增加。

永磁发电机效率高、重量轻、结构简单、便于维护、温升低、噪声小，尤其是可以做到多极低转速，非常适合风电机组用发电机。其可以大大降低风电机组的增速比，从而大幅度降低了风电机组的制造成本，为风电机组制造商所青睐。进入21世纪，出现了以风轮轴直接驱动多极永磁发电机（也称直驱式风电机组）的尝试。风电机组使用永磁发电机使其制造成本和用户的使用成本进一步下降，从而大大地降低风电成本。

进入21世纪，世界风电装机容量每年以30%以上的增容速度发展着，风电机组的快速发展促进了永磁发电机的发展，进而也会促进更好的磁综合性能的永磁体的研制和开发。