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坦普尔大学和马里兰大学发现新类型磁铁 放置磁场中会发生膨胀
2015/5/24 12:19:25 | 浏览:1200 | 评论:1

  美国坦普尔大学和马里兰大学研究人员发现了一新类型磁铁,当放置于磁场中时,其体积会发生膨胀,且在能量收集过程中浪费的热量少至可忽略不计。这一新发现拥有巨大应用潜力,不仅有望取代现有技术,还可创建新的应用。

  坦普尔大学机械工程系系主任、材料基因组学和量子器件实验室负责人哈希·迪普·乔普拉与马里兰大学材料科学和工程系教授曼弗雷德·乌提格在21日出版的《自然》杂志上发表了他们的研究结果。乔普拉说:“我们的发现从根本上改变了我们对自1841年以来就已有所认识的某种特定类型的磁铁的理解。”

  19世纪40年代,英国物理学家詹姆斯·焦耳发现,当被置于磁场中时,铁基磁性材料会改变它们的形状,但体积保持不变。这种现象被称为“焦耳磁致伸缩”,自发现至今的175年中,所有磁体都表现出了这一特征。

  “我们发现了一类新的磁铁,我们称之为非焦耳磁致伸缩磁铁。在磁场中,它们的体积出现了巨大变化。”查普拉说, “而且,这些非焦耳磁致伸缩磁铁还具有以最小的热量损失来收集或转换能量的非凡能力。”

  乔普拉和乌提格将特定的铁基合金放在炉中加热至大约760摄氏度,并持续30分钟,之后迅速将其冷却到室温,这时材料表现出了非焦耳磁致伸缩行为。

  他们发现,经过热处理的材料中包含从未见过的微小蜂窝状结构,这是其在磁场中表现出非焦耳磁致伸缩反应的关键。乌提格补充说: “知道这个独特的结构将使研究人员能够开发出具有同样特性的新材料。”

  研究人员指出,受焦耳磁致伸缩所限,常规磁铁只能被用作在一个方向上施加力的致动器。即便只在两个方向上致动,也需要大量笨重的磁铁,这会增大体积、降低效率。而非焦耳磁致伸缩磁铁可同时向各个方向膨胀,因此要制造紧凑型全向致动器将很容易实现。

  由于这些新型磁铁也有节能的特性,它们可以用来打造热损耗极低的新一代传感器和致动器,应用于航空航天、汽车、生物医药、国防、空间探索和机器人等领域。

  研究人员还表示,这种新型磁铁不含稀土元素,因而可以替代现有的昂贵但机械性能低的稀土基磁致伸缩材料。(陈丹)

 

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dz51322说:留言于2015-06-29 06:00:46(第1条)
核裂变可能始于中子衰变
分析核电站事故的放射性污染物,我们总会发现放射性碘与放射性铯的身影。碘是门捷列夫化学元素周期表中的第53号化学元素,铯是第55号化学元素,也就是前者拥有53个质子,后者拥有55个质子。而核裂变通常伴有阿尔法射线,也就是氦核的释放,氦是第2号化学元素,有两个质子,它们的质子数目相加是110,难道裂变源是第110号化学元素吗?
我们知道核电站使用的核材料主要是铀235与钚239,只有核废料中可能存在相对高端的第110号化学元素,难道核电站的放射性污染物都来自核废料吗?或日本福岛核电站、前苏联切尔诺贝利核电站都在使用非常高端的第110号化学元素发电吗?
铀元素有92个质子,钚元素有94个质子,氦核的释放可能引发临近原子的核聚变生成相对高端的化学元素,数量是递减的,提纯非常困难,存在时间也相对有限,怎么可能成为核电站事故中放射性材料的源头呢?于是我想到核裂变可能伴随中子的衰变与质子的形成。我曾经以为原子形成于核力,而核力源于正负电荷的对偶聚集。分析质子,确有正负电荷的对偶聚集,但只有一个正负电子的对偶聚集,不足以形成强大的核力。中子呈现电中性,自身可能存在正负电荷的对偶聚集,具有磁性,与质子之间不存在正负电荷的对偶聚集,形成原子的所谓强作用力只剩下电磁作用力一种可能了,因为质子、中子都形成于光子的聚变,而光子是正负电荷的对偶统一体,聚变产物具有类似物理属性应该是顺理成章的。
质子、中子有五种排列组合,也就是氢同位素的三种存在形式与氦同位素的两种存在形式,成为所有其他化学元素的基本单元,所以我称它们为带有基本粒子性质的化学元素。氢、氦同位素可能同时形成于正负电荷的聚变,所以同时成为宇宙射线的主体成分。恒星表面的熊熊烈焰可能不是来自氢元素聚变为氦元素,而是来自正负电荷聚变为光子、氢、氦元素的过程。氢、氦元素的形成不会产生光子,也不会产生燃烧现象,只有正负电荷的聚变和化学元素的裂变可以产生光子和燃烧现象,燃烧现象其实是光子的形成过程。
通过氢、氦同位素的分析我们可以发现一个质子最多与两个中子结合,而一个中子最多与两个质子结合,前者具有放射性,也就是中子不稳定现象。所谓放射性,表现在氢同位素氚就是释放一个电子,转化为氦同位素氦3的过程。氦3已经具有成为原子中氦核的可能性。分析门捷列夫化学元素周期表,我们可以发现越是高端的化学元素中子的数量越多,也就是原子结构中的“氚”结构越多。“氚”结构的天然不稳定性是放射性与核裂变形成的重要原因。而不同化学元素的形成可能与重力环境有关,重力环境的改变可能使放射性从可能转变为现实。所以,核裂变可能伴随原子中质子的增加,中子的减少,也就是氚结构的改变。
我不太相信原子结构中所谓胶子W粒子的存在,中子可能就是原子中的胶子,因为质子、中子对是原子结构的基本单元。质子、中子如何交换W粒子产生强作用力的呢?质子、中子都存在电磁作用力,还不足以使它们牢固的结合在一起吗?
氚转化为氦核可能是核裂变的重要原因,俗话说一山难容二虎,原子结构可能也不例外。不然,为什么所有化学元素的底层核外电子数目相对恒定为两个核外电子?顺着这个思路,分析核电站事故的放射性污染物与铀235、钚239之间的关系,就可以判断核裂变过程中有多少中子转化为质子,最多可以释放多少光子,也就是裂变能的级别了。
 
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