互动科普

钕磁铁也称为钕铁硼磁铁，是目前常用的商用稀土永磁体，其主相分子式为Nd₂Fe₁₄B，具有极高的磁能积（磁体所储存的磁能量的大小）和矫顽力（磁体抵抗退磁的能力），因而被称为“磁王”。它的电导率为0.6×10⁶西门子/米左右，所以是导电的，虽然和普通导电金属相比导电性能不算好（电导率差1个数量级以上），但是在永磁体中是属于电导率较高的材料。钕磁铁化学活性强、容易锈蚀，所以一般会进行表面涂层处理，而某些表面涂层也是导电的金属材料，如镀锌、镀镍等。

如果给钕磁铁加上直流电，就会产生环形磁场。一般情况下电流不大，对永磁体本身的磁场几乎没有影响。简单估算，一根直流导线中的电流为1安时，在离导线1毫米处产生的磁场强度大约为10^-4特斯拉，这比一般的永磁体磁场强度要小3个数量级左右，因此对永磁体原磁场影响很小。电流产生的磁场对原磁场的影响与测量位置、磁体形状、原始磁化方向、电流加载方向等相关。总体而言，在某个磁场强度测量点，如果电流产生的环形磁场和原磁场磁化方向一致，叠加后磁场强度增加，可能会改变磁畴方向使原磁场增加（永磁体未被完全磁化时)；方向不一致，则会使磁场强度减弱。另外，加载电流会导致温度升高，这可能会使永磁体退磁。

图. 表面镀镍的钕磁铁小方块

如果加上的是交流电，那么由于产生了交变磁场，就会在永磁体产生涡流。例如，钕铁硼永磁同步电机中，直径为100毫米的永磁同步转子，其涡流损耗一般可以达到10^-2～10²瓦。由于钕磁铁电导率较高、温度系数较大，很容易由于温度升高造成电机性能下降，甚至有退磁的风险。另外，加载交流电在某些应用场合还会存在电磁阻尼、趋肤效应等现象。

（本文发表于《科学世界》2016年第11期）