在傳統(tǒng)工業(yè)中的應用：在講述磁性材料的磁性來源、電磁感應、磁性器件時，我們已經提到了有些磁性材料的實際應用。實際上，磁性材料已經在傳統(tǒng)工業(yè)的各個方面得到了廣泛應用。例如，如果沒有磁性材料，電氣化就成為不可能，因為發(fā)電要用到發(fā)電機、輸電要用到變壓器、電力機械要用到電動機、電話機、收音機和電視機中要用到揚聲器。眾多儀器儀表都要用到磁鋼線圈結構。這些都已經在講述其它內容時說到了。生物界和醫(yī)學界的磁應用：信鴿愛好者都知道，如果把鴿子放飛到數(shù)百公里以外，它們還會自動歸巢。鴿子為什么有這么好的認家本領呢？原來，鴿子對地球的磁場很敏感，它們可以利用地球磁場的變化找到自己的家。如果在鴿子的頭部綁上一塊磁鐵，鴿子就會迷航。如果鴿子飛過無線電發(fā)射塔，強大的電磁波干擾也會使它們迷失方向。在醫(yī)學上，利用核磁共振可以診斷人體異常組織，判斷疾病，這就是我們比較熟悉的核磁共振成像技術，其基本原理如下：原子核帶有正電，并進行自旋運動。通常情況下，原子核自旋軸的排列是無規(guī)律的，但將其置于外加磁場中時，核自旋空間取向從無序向有序過渡。自旋系統(tǒng)的磁化矢量由零逐漸增長，當系統(tǒng)達到平衡時，磁化強度達到穩(wěn)定值。如果此時核自旋系統(tǒng)受到外界作用，如一定頻率的射頻激發(fā)原子核即可引起共振效應。在射頻脈沖停止后，自旋系統(tǒng)已激化的原子核，不能維持這種狀態(tài)，將回復到磁場中原來的排列狀態(tài)，同時釋放出微弱的能量，成為射電信號，把這許多信號檢出，并使之時進行空間分辨，就得到運動中原子核分布圖像。核磁共振的特點是流動液體不產生信號稱為流動效應或流動空白效應。因此血管是灰白色管狀結構，而血液為無信號的黑色。這樣使血管很容易軟組織分開。正常脊髓周圍有腦脊液包圍，腦脊液為黑色的，并有白色的硬膜為脂肪所襯托，使脊髓顯示為白色的強信號結構。核磁共振已應用于全身各系統(tǒng)的成像診斷。效果最佳的是顱腦，及其脊髓、心臟大血管、關節(jié)骨骼、軟組織及盆腔等。對心血管疾病不但可以觀察各腔室、大血管及瓣膜的解剖變化，而且可作心室分析，進行定性及半定量的診斷，可作多個切面圖，空間分辨率高，顯示心臟及病變全貌，及其與周圍結構的關系，優(yōu)于其他X線成像、二維超聲、核素及CT檢查。磁不僅可以診斷，而且能夠幫助治療疾病。磁石是古老中醫(yī)的一味藥材。現(xiàn)在，人們利用血液中不同成分的磁性差別來分離紅細胞和白細胞。另外，磁場與人體經絡的相互作用可以實現(xiàn)磁療，在治療多種疾病方面有獨到的作用，已經有磁療枕、磁療腰帶等應用。用磁鐵作成的除鐵器可以去除面粉等中可能存在的鐵末，磁化水可以防止鍋爐結垢，磁化種子可以在一定程度上使農作物增產。天文、地質、考古和采礦等領域的磁應用：我們已經知道，地球是一塊巨大的磁鐵，那么，它的磁性來自何處？它是自古就有的嗎？它和地質狀況有什么聯(lián)系？宇宙中的磁場又是如何的？至少在圖片上我們都見過燦爛的北極光。我國自古代就有了北極光的記載。北極光實際上是太陽風中的粒子和地磁場相互作用的結果。太陽風是由太陽發(fā)出的高能帶電粒子流。當它們到達地球時，與地磁場發(fā)生相互作用，就好象帶電流的導線在磁場中受力一樣，使得這些粒子向南北極運動和聚集，并且和地球高空的稀薄氣體相碰撞，結果使氣體分子受激發(fā)，從而發(fā)光。太陽黑子是太陽上磁場活動非常劇烈的區(qū)域。太陽黑子的爆發(fā)對我們的生活會產生影響，例如使得無線電通信暫時中斷等。因此，研究太陽黑子對我們有重要意義。地磁的變化可以用來勘探礦床。由于所有物質均具有或強或弱的磁性，如果它們聚集在一起，形成礦床，那么必然對附近區(qū)域的地磁場產生干擾，使得地磁場出現(xiàn)異常情況。根據(jù)這一點，可以在陸地、海洋或者空中測量大地的磁性，獲得地磁圖，對地磁圖上磁場異常的區(qū)域進行分析和進一步勘探，往往可以發(fā)現(xiàn)未知的礦藏或者特殊的地質構造。不同地質年代的巖石往往具有不同的磁性。因此，可以根據(jù)巖石的磁性輔助判斷地質年代的變化以及地殼變動。很多礦藏資源都是共生的，也就是說好幾種礦物質混合的一起，它們具有不同的磁性。利用這個特點，人們開發(fā)了磁選機，利用不同成分礦物質的不同磁性以及磁性強弱的差別，用磁鐵吸引這些物質，那么它們所受到的吸引力就有所區(qū)別，結果可以將混在一起的不同磁性的礦物質分開，實現(xiàn)了磁性選礦。軍事領域的磁應用：磁性材料在軍事領域同樣得到了廣泛應用。例如，普通的水雷或者地雷只能在接觸目標時爆炸，因此作用有限。而如果在水雷或地雷上安裝磁性傳感器，由于坦克或者軍艦都是鋼鐵制造的，在它們接近（無須接觸目標）時，傳感器就可以探測到磁場的變化使水雷或地雷爆炸，提高了殺傷力。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，制空權是奪得戰(zhàn)役勝利的關鍵之一。但飛機在飛行過程中很容易被敵方的雷達偵測到，從而具有較大的危險性。為了躲避敵方雷達的監(jiān)測，可以在飛機表面涂一層特殊的磁性材料吸波材料，它可以吸收雷達發(fā)射的電磁波，使得雷達電磁波很少發(fā)生反射，因此敵方雷達無法探測到雷達回波，不能發(fā)現(xiàn)飛機，這就使飛機達到了隱身的目的。這就是大名鼎鼎的“隱形飛機”。隱身技術是目前世界軍事科研領域的一大熱點。美國的F117隱形戰(zhàn)斗機便是一個成功運用隱身技術的例子。在美國的“星球大戰(zhàn)”計劃中，有一種新型武器“電磁武器”的開發(fā)研究。傳統(tǒng)的火炮都是利用彈藥爆炸時的瞬間膨脹產生的推力將炮彈迅速加速，推出炮膛。而電磁炮則是把炮彈放在螺線管中，給螺線管通電，那么螺線管產生的磁場對炮彈將產生巨大的推動力，將炮彈射出。這就是所謂的電磁炮。類似的還有電磁導彈等。 （2）在農業(yè)中的應用 當水以一定流速，垂直于不同強度的磁場方向流過時，則可獲得不同強度的磁化水。用適當強度的磁化水處理農作物的種子、喂養(yǎng)家禽家畜，可提高農作物和家禽家畜的產量和質量。如有人用磁場強度為1500A/m的磁化水浸泡水稻種子、可增產(1520)，用2000A/m磁化水喂雞，每只雞多產蛋（79)個，且每個蛋增重15g。用3000A/m的磁化水喂豬，豬平均增重37，用來噴灑土豆、蘿卜，每畝可增產(3540)kg。 （3）在節(jié)能方面的應用 利用稀土永磁電機沒有激磁線圈和鐵心、沒有損耗、不發(fā)熱等特點來代替常用電動機，可縮小體積、減輕重量、提高效率。如在汽車中用永磁電機替代傳統(tǒng)的電機，可使體積減輕4070，效率提高50以上，并可節(jié)銅節(jié)電。將電氣設備中大量使用的電磁開關、電磁閥的電磁鐵換成永磁體，可節(jié)電90以上。 利用磁懸浮原理制成新型無摩擦的軸承取代傳統(tǒng)軸承，其能耗可降低90以上。 利用磁流體發(fā)電，當高溫高速氣流通過強磁場時，氣流由于高溫電離變成等離子導電流體切割磁力線而產生感應電勢和電能。其發(fā)電效率比傳統(tǒng)的水力、火力、核能發(fā)電提高(5060)，一個一百萬kW的磁流體發(fā)電廠，年節(jié)煤可達一百萬噸，造價僅為火力發(fā)電廠的14。 （4）在環(huán)保方面的應用 1）隨著電子技術的迅猛發(fā)展以及各種通訊、家用電器、辦公自動化等電子設備的日益普及應用，電磁波的輻射與泄漏問題愈來愈嚴重，它不僅對電子設備本身產生嚴重的電磁波干擾，同時威脅著人類的身心健康，已成為嚴重的環(huán)境污染源。研制與開發(fā)不同的磁性吸收材料做成元器件和涂料來防止電磁波輻射、信號竄擾等，以達到環(huán)境免受電磁污染的目的。 2）目前90能源來自煤、石油和天然氣的燃燒。而燃燒所產生的多種有害氣體的排放會污染環(huán)境。如把磁化節(jié)油減煙器、燃油增能器用于燃油燃氣設備中，在燃料未燃燒前進行磁化，促使油、氧分子鏈斷裂霧化，使之充分燃燒，提高燃燒效率，可節(jié)油氣10左右。由于燃燒溫度升高，發(fā)電機重力增加，CO、NO等有害氣體排放減少（2565），減煙率達50以上。如用高梯度磁分離器，可有效地除去煤粉、煤漿中的硫化物，大量減少二氧化硫氣體的排放量，脫硫率可達(8095)，灰分減少（3070），煤的回收率可達（8590）。 （5）在高能武器方面的應用 1）激光炮：在激光武器系統(tǒng)中有許多磁光器件。如：磁光隔離器、磁光調制器、磁光環(huán)行器、磁光旋轉器、磁光開關、磁光移機器等關鍵器件。美、俄、日等國都投入了大量的人力物人進行研制。 2）電磁炮：是利用電磁力（洛倫茨力）通過加速器將電磁能轉化為彈丸的動能，并以高達（1020）km/s的高速從發(fā)射器發(fā)出。電磁發(fā)射的推力大約為火藥的10倍。所發(fā)射的炮彈速度高、射程遠、精度高、穿透力強。美國已研制出兩門低能樣炮，將來，電磁炮的速度可能高達100km/s。 3）高功率微波武器：據(jù)報道原蘇聯(lián)已研制成一種專用于防空的微波武器，其輻射功率為1GW,作用距離(110)km，主要用來保護防空中心，并且有抗反輻射導彈的功能。整套設備重13噸，分裝在三輛越野車上。該系統(tǒng)應用了多種磁性微波器件。 （6）在防空導彈系統(tǒng)中的應用 1）80年代初，美國西屋電器公司為空軍主力戰(zhàn)斗轟炸機研制了捷變技術雷達（EAR），裝備B1B和B52型轟炸機。EAR相控陣天線使用1818個鐵氧體移相變極化的輻射單元，由鐵氧體移相段產生相移，再由鐵氧體變極化器來實現(xiàn)極化轉換。 2）在海灣戰(zhàn)爭中，美國“愛國者”防空導彈系統(tǒng)中采用了C波段相控陣雷達ANMPQ53（SAMD）與火控雷達相聯(lián)，雷達天線是八個大小不一，形狀不同，用途各異的天線陣，主天線由5161個四位鎖式非互易鐵氧體移相器組成，還有五個51個輻射單元的小陣列天線作為旁瓣抵消，以減少敵方干擾。在欄截伊軍“飛毛腿”導彈中大顯身手。現(xiàn)在應用鐵氧體移相器的相控陣雷達有幾十種，采用頻段有S、C、X、Ku波段。 （7）在交通運輸方面的應用 由于超高磁能積稀土永磁體和室溫超導體的出現(xiàn)，研制出新一代交通運輸工具。 1）磁懸浮列車:磁懸浮列車，是借助于磁力來懸浮、導引與驅動車輛。其特點是它沒有車輪，而依靠電磁作用力把車輛懸浮在導軌上方，行走時，除與空氣磨擦外，沒有輪接觸所帶來的阻力。其推動力為直線電機，在高速行駛時，就像一架超低空飛行的飛機。時速可達(5001000)km。由于磁懸浮列車無機械接觸、噪聲低、速度高、安全、平穩(wěn)、不污染環(huán)境、節(jié)省能源，所以是一種理想的綠色交通工具。 2）日本制成時速180kg的第一艘超導試驗船，該船沒有螺旋漿，由超導磁力推進，船身30m,重280噸，時速比現(xiàn)在最快的運輸船快一倍。 3）德國一家公司開發(fā)了一種利用永磁體的磁力運輸、提升人、煤、礦石并可混裝的運輸系統(tǒng)，可以避免燃燒爆炸等事故。 （8）在醫(yī)療技術方面的應用 生物磁學是研究了與應用物質磁性及磁場生物特性，生命之間的關系及其相互影響，以及它們之間規(guī)律特性的科學。 應用不同強度或不同類型的磁場，對生物體會引起不同的反應。實驗證明，磁場可以作為形成各類條件反射的因素，同時也可形成抑制其它條件反射的抑制刺激。 目前已探測到人體具有心、腦、神經、眼、視網膜、肌、肝、腹、肢及頭皮等磁場。所以可以利用磁場作用治病。例如，磁場具有鎮(zhèn)痛作用，鎮(zhèn)靜解痙作用、消腫作用、降壓作用、降脂作用、止瀉作用等。 國外應用磁性液體與磁控技術對有的疾病治療取得進展。 1）作為手術載體將磁性液體注入到動脈血管，再用外加磁場將磁性液體吸引到給供腫瘤血液的入口處，在該處形成“血栓”切斷對腫瘤血液的供給，使腫瘤枯萎，壞死，脫落。美國有治療腎上腫瘤與舌癌的成功事例。 2）作為藥物載體將磁性液體作為藥物的載體，治療腫瘤，國外有治療胃潰瘍和動脈瘤的病例。 3）作為穴位的刺激因子用永磁粉末做成磁注射劑，注入到小白鼠有關穴位，然后充磁，設想通過對穴位的刺激作用，調整神經機能，達到治療作用等。 近年來，我國市售的磁療程保健用品，磁腰帶、磁瘦身（減肥）機，磁鞋，磁增高器等到處可見。隨著磁療機理的進一步了解和應用，磁療保鍵用品將有寬廣的市場。 （9）在微型技術中的應用 隨著電子產品向小型化、輕量化、高穩(wěn)定、高可靠方向發(fā)展，微波毫米波器件應用范圍日益擴大，各種小型平面器件，如磁性薄膜器件、毫米波微帶鐵氧體器件、鰭線鐵氧體器件、磁性集成器件以及與MIMIC電路相匹配的新的鐵氧體元器件將不斷研制和開發(fā)出來，并有其廣泛的應用前景。 （10）納米磁性技術的研究與興起 納米技術是指在納米(1nm=109m)尺度范圍內認識和改造世界的一門嶄新的綜合性科學技術。最近經理論計算與實驗測定證明了某些原子團簇的磁性與大塊材料或單個原子的磁性不同。值得注意的是非磁性的固體當維數(shù)減小到以團族形式存在時，將呈現(xiàn)出鐵磁性。這將給鐵磁理論和磁性應用帶來突破性的進展。實驗表明，納米材料在力、熱、光磁、吸波和敏感等方面具有比通常結構下的同成份材料特殊得多的性能。 1）理想的吸收材料：納米材料遠小于紅外及雷達波波長，其透波性和對電磁波的吸波效率比粗粉或塊狀物大得多，粒度越細，吸波越好。納米磁性材料磁損大，因而用來制作紅外檢測元件、紅外吸波材料。采用金屬、鐵氧體等超微粉與聚合物形成的O3型復合材料和采用多層結構和22型復合材料可衰減電磁波和聲波，減少反射和散射，在電磁“隱身”應用方面取得良好效果。 2）新型的磁記錄材料：粒徑為16nm的超微鐵粉的矯頑力（HC）比塊狀鐵的HC高1000倍，用(23)nm尺寸的Fe2O3作存儲器，將比現(xiàn)有的磁介質的存儲器密度提高1萬倍。目前國內外正在研制典型的納米級六角晶系鋇鐵氧體的垂直磁記錄介質。納米磁記錄材料不僅可以獲得高的HC，而且可獲得均勻的薄磁層，表面光滑、信噪比高。 3）納米巨磁阻（GMR）材料：它與高溫超導類似，它將對信息技術、汽車制造技術產生深遠影響。利用GMR可使計算機磁盤存儲能力提高30倍，即可使每平方英寸計算機磁盤信息存儲能力增加到100億位。可用這類材料做汽車