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生活中的关于铁的知识,白薯红薯紫薯

admin2023-12-16游戏22 ℃0 评论

生活中的关于铁的知识,白薯红薯紫薯?

今日头条:美食美邦

可很多人奇怪:街边都是烤红薯,为什么就没有烤紫薯、烤白薯呢?这些不同颜色的“薯”有什么区别呢?

中国农业大学食品学院营养与食品安全系副教授范志红指出:红薯、白薯、紫薯都属于甘薯家族,三者各有所长。

今日头条:美食美邦

甘薯

又名地瓜、山芋、番薯等,是旋花科一年生或多年生草本块根植物。我国是世界上最大的甘薯生产国,占世界总产量的75.3%。我们日常食用的部分,就是甘薯的块根。

2014年,中国科学研究院甘薯研究所的专家们对不同肉色的甘薯块根主要营养品质进行了对比评价,咱们一起来看看吧!

白肉甘薯(白薯):淀粉“冠军”

吃完后要减少主食量

今日头条:美食美邦

白薯的块根内部颜色较浅,淀粉含量较高,食用起来口感较干,甜味也较淡些。因为淀粉多,糖含量低,口感没那么甜,烤出来也不太香,不太适合烤来吃。总体而言,相比于其他颜色的品种来说,白肉甘薯的健康优势不那么明显。

温馨提示:因为白薯的淀粉含量高,换算成米饭的时候就不能按照4:1了,要按3:1才对,所以说当你吃一块白薯的时候,你当天吃的米饭的量就得减少3/4了。

黄肉甘薯(红薯):类胡萝卜素“皇后”

预防心血管病、可抗癌

今日头条:美食美邦

黄肉甘薯的特点是糖含量较高,甜度大。因为糖分高,烤红薯口感就较甜;因为淀粉没那么多,烤红薯的口感就不那么干,质地也比较柔软。也因为含糖高,使得烤出来的甘薯香气浓郁,散发着迷人的焦香气。

黄肉甘薯的黄色和橙色来源于胡萝卜素,其颜色越黄,胡萝卜素含量越高。其中,胡萝卜素、叶黄素对我们人体的作用还是蛮大的:

类胡萝卜素中的β-胡萝卜素可在人体内可以转化为维生素A,对于预防维生素A缺乏症和保护视力具有重要作用;

α-胡萝卜素有利于心脑血管病和癌症的预防;

而叶黄素又被称为“植物黄体素”,是类胡萝卜素中的一种,它有利于视网膜和心脏的健康。

除此之外,胡萝卜素、叶黄素还能防止老化和衰老引起的多种退化性疾病。

温馨提示:想要通过摄入类胡萝卜素预防心血管病、预防衰老等,那就多多吃红薯吧。

紫肉甘薯(紫薯):花青素“大王”

抗氧化、保护肝脏

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关于紫薯,很多人并不陌生,但是对它可能还存在误解:以为紫薯是转基因食品或者是染色的。

其实紫薯的紫色并不是转基因或染色造成,而是由于其中含有较高的花青素。

花青素是一种强有力的抗氧化剂,它能够保护人体免受自由基的损害,具有抗癌,预防心脑血管疾病,保护肝脏等作用。

花青素还能延缓脑神经衰老,对由糖尿病引起的毛细血管病也有防治作用,它在增强心肺功能的同时,还能预防老年痴呆。

紫薯富含膳食纤维,尤其适合便秘的人食用。膳食纤维是健康饮食所不可缺少的,在通便、维持胃肠道功能上具有重要作用。同时,摄取足够的膳食纤维还可以预防心血管疾病、糖尿病等其他疾病。

温馨提示:紫薯花青素、膳食纤维含量高,抗氧化养衰老防便秘效果明显,特别适合中老年人吃。

对于日常饮食来说,无论是黄心甘薯还是红心甘薯,都非常适合在日常三餐中经常食用。含有丰富的膳食纤维和钾元素、维生素C,也是它们共同的优点。那么,怎样吃甘薯才能更加健康呢?

怎样吃甘薯,会让我们变得更健康呢?

红薯、白薯、紫薯这样吃

防病强身,人人需要

1、可当主食吃,但一次不宜食用过多

甘薯可以代替一部分主食食用,但是不宜吃得过多。

早在《本草纲目拾遗》中,就有提到:“中满者不宜多食,能壅气”。

也就是说,胃酸多的人不宜多食甘薯,吃得过多会反酸,反而对身体不利。

如果过量食用甘薯,肠胃内容易产生大量二氧化碳,引起肠胀气,严重的还会让人有烧心的感觉。

2、红薯白薯替代主食,额外加个蛋

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值得注意的是,如果用红薯白薯来替代主食,那么要额外增加一个蛋,或者几口鱼肉豆腐。因为甘薯的蛋白质含量低于大米和白面,如果长期吃甘薯而不搭配其他食物,则容易引起蛋白质缺乏。

3、不同人群的食用注意

成年人:都可以食用,建议将每次的食用量控制在50~100克;

老年人:适合吃红薯和小块的紫薯;

糖尿病人:如食甘薯,推荐食用紫薯,且每食100克紫薯等,需减少主食25克;

小孩子:都可以食用,建议将每次的食用量控制在25~50克。

4、最佳烹调方式推荐

和精白米面搭配吃更营养

大米白面里的必需氨基酸含量较高,红薯里恰好有大米白面里比较稀缺的赖氨酸成分。所以,红薯、大米和面粉搭配着一起吃,会更加营养。

和南瓜、红枣一起煲粥最滋补

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红薯、南瓜和红枣这三样东西,论营养性,各个以一当百,搭配在一起不仅是食补好菜谱,而且相比白米地瓜粥,更加有滋有味。

蒸到充分变软再,吃更易消化

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甘薯在饮食上推荐通过蒸、煮、烤的方式烹饪,蒸熟煮透,使之更容易消化。

红薯可以做成红薯饼、红薯馒头等。

也可以将少量紫薯混在其他食物当中,蒸到充分变软再吃。比如做成紫薯山药泥,紫薯粥,紫薯饼等,都可以减少出现不舒服的情况。

总之,烹饪的方式不同,同一种甘薯也可以吃出不同的感觉。

红薯紫薯白薯,都各有优点,朋友们可以根据自己的身体状况来选择,多吃甘薯,防治心血管病、抗癌、抗衰老……作用很大,却很便宜,何乐而不为呢?

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紫薯又叫黑薯,英文名称PurplePotato,薯肉呈紫色至深紫色。它除了具有普通红薯的营养成分外,还富含硒元素和花青素。

近年来,紫薯在国际、国内市场上十分走俏,发展前景非常广阔。那么,紫薯真的比普通红薯营养价值高吗? 紫薯与红薯哪个更好呢?看看下文自有答案。

以块根内部的颜色来划分,可以将甘薯大致划分为白肉、黄(橙、红)肉和紫肉三个类型。

1)白色的类型,其中色素含量很低;

2)黄色的类型,含有多少各异的类胡萝卜素,包括β-胡萝卜素;

3)紫色的类型,含有花青素,但基本上没有类胡萝卜素。

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一、白肉甘薯——淀粉“冠军”

白肉类型的甘薯的特点是:

1)块根淀粉含量高。能达到鲜重的25%左右,果糖、葡萄糖和蔗糖与粗蛋白质含量相对较低。因为淀粉多,甜味糖含量低,口感没那么甜,烤出来也不太香,不太适合做成烤红薯当零食吃。

因为吃起来有粉粉的感觉,有点干,当主食还可以。正因淀粉含量特别高,作为工业酒精发酵的淀粉原料非常合适(因为按淀粉含量算,它比大米白面还便宜)。

2)植物化学物如类黄酮与多酚含量较低(分别为黄肉和紫肉块根的50%和20%左右)。花青素含量基本为零,总胡萝卜素含量显著低于黄肉品种,Fe、Zn、Ca、K含量均较低。

生活中的关于铁的知识,白薯红薯紫薯

总体而言,相比于其他颜色的品种来说,白肉甘薯的健康优势不那么明显。温馨提示一下:因为它的淀粉含量高,换算成米饭的时候就不能按照4:1了,要按3:1才对。

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二、黄肉甘薯——类胡萝卜素“皇后”

黄肉型甘薯块根的特点是:

1)糖含量较高,甜度大。我们日常食用的烤红薯,大多是以黄肉品种甘薯为原料烤制的。因为糖分高,烤红薯口感就较甜;因为淀粉没那么多,口感不那么干,质地比较柔软。

同时,因为可溶性糖分和其中的少量蛋白质可以参加美拉德反应和焦糖化反应,烤出来的甘薯香气浓郁,散发着迷人的焦香气。

2)类胡萝卜素含量高。黄肉甘薯的黄色和橙色来源于胡萝卜素,其颜色越深浓,胡萝卜素含量越高。甘薯研究所的研究人员发现,“浙薯255”这个品种的总胡萝卜素的含量最高,可以达到46.1mg/100g干重(换算成鲜重也高达是10mg/100g,不输给胡萝卜!)。

类胡萝卜素中的β-胡萝卜素是在人体内可以转化为维生素A,对于预防维生素A缺乏症和保护视力具有重要作用。

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三、紫肉甘薯——花青素“大王”

紫肉型甘薯块根的特点是:

1)淀粉少而蛋白质多。与白肉和黄肉品种甘薯相比,紫薯的淀粉含量略微偏低,但是蛋白质含量较高(按干重算,是黄肉的2.3倍,白肉的6.6倍)。其中的糖分含量因品种而异,有些非常甜软,也有些相对比较粉质。

由于含有蛋白质和糖分,理论上来说部分糖分较高、质地较软的紫薯品种也可以用来烤制。不过,它的价格较高,颜色也和传统的烤红薯差异比较大,可能是人们还没有把它纳入烤薯原料的原因。

2)抗氧化物质和微量元素更丰富。紫薯的紫色并不是转基因或者染色带来的,而是其中较高含量的花青素造成的,故而紫薯是一种丰富又廉价的花青素来源(花青素性价比是蓝莓的5倍以上)。

花青素具有抗氧化、保护肝脏、改善肠道菌群等作用,对皮肤和眼睛的健康尤其有益。此外,和白色、黄色的甘薯相比,紫薯在Fe、Zn、Mg等微量元素含量方面占有优势,黄酮和多酚的总含量显著高于白肉与黄肉品种。由于这些优势,近年来紫薯渐渐受到市场的欢迎。

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总之,白薯、黄薯、紫薯,甘薯大家庭的成员们各具特色,各有所长。对于日常饮食来说,无论是黄心还是红心甘薯,都非常适合在日常三餐中经常食用。含有丰富的膳食纤维和钾元素、含有维生素C,也是它们共同的优点。

根据2016版中国居民膳食指南,每日推荐摄入谷薯类250-400g,其中全谷物和杂豆类50-150g,薯类50-100g。

在日常生活中,无论吃块烤红薯,还是吃块蒸紫薯,喝碗白薯糙米粥,或者吃半碗牛奶紫薯泥,都是满足每天薯类食物供应的轻松选择。

只是一定要记得两件事哦:首先,毕竟甘薯含有很多淀粉,每次食用最好别超过200克,以免吃多发胖。所以吃过烤红薯、蒸紫薯后,要减掉相应的主食,这样就不会让人增肥啦。

其次,如果用红薯白薯来替代主食,那么要额外增加一个蛋,或者几口鱼肉豆腐,因为它们的蛋白质含量低于大米和白面。

此外,不过不管哪一种薯类,多吃都会胀气反酸。由于薯类含淀粉量高,尤其红薯口感甜糯,不建议通过油炸或者加糖的方式烹饪,以免带给机体过高的能量。紫薯因为口感较沙,可以切块和大米一起煮成稀饭,或蒸熟捣泥后加面粉做成薯饼。

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坦克的内部构造是什么样的?

坦克的空间,对于一个普通人来说,确实显得是过于狭窄。任何坦克的设计,都是要被弹面积、功能设备的空间、人机功效、和整体重量这几点。而内部空间不会做的太大。从时间的纵轴看,坦克的体积是不断增大的,内部空间也呈增长趋势;从东西方两大阵营的横轴看,苏式坦克总是倾向于将坦克高度和炮塔设计的很小,而西方阵营则比较重视人机功效和乘员舒适性,坦克高度和炮塔内部空间相对大一些。我们直接上图。

二战期间的坦克

T-34/76的剖面图。T-34是二战的最优秀的中型坦克之一,不过看炮塔空间可是小的可怜,炮塔内还有炮长和装填手/同轴机枪手,塞下两名成员厚度炮塔几乎没有多余空间,乘员回转身体的余地很小,车长要兼任炮长,爬出两只手要同时调整高低和俯仰,看这图姿势相当别扭。装填手更苦逼,由于空间狭小,且炮弹都摆放在下面,使得装填手搬运炮弹非常困难。

驾驶舱内有两名乘员,一名是驾驶员一名师航向机枪手。驾驶舱的环境看起来比炮塔还要恶劣。驾驶舱的设计一直沿用到今天的三代主战坦克。坦克的后部为动力舱,采用一款纵置的V12柴油发动机。

T-34/85剖面图

到了T-34/85,炮塔的空间有了明显的改善,车组由4乘员制改为5乘员制,车长炮长职责分离,大大改善了作战指挥效能和人机功效;得益于炮塔增大,一部分炮弹摆放到了炮塔尾部,减轻了装填手的负担。

德国的虎式。这款重型坦克的炮塔显然要大了不少,采用这么大的炮塔有相当一部分原因是为了塞下这门长88炮(可以看到炮闩部分在炮塔内延伸的长度)。炮塔采用了电液式驱动来转动,解放了人手,人机功效好了不少,这也是重型坦克大容积带来的好处,可以搭载更多设备。虎式同样采用5乘员组,车长专职索敌和指挥,炮塔内另有炮长和装填手各一人;驾驶舱设驾驶员和无线电通信员/航向机枪手各一人。

虎式的动力舱同样在车体尾部,从图中虎式和T-34对比可以看出虎式的动力舱对车体占用的比例较小,因此乘员舱的空间更大一些。

战后坦克

战后的坦克内部空间是呈增长趋势的。因素有这么几个:一是为了保证穿深,坦克炮的口径越来越大,炮闩,后座缓冲装置,以及炮弹体积增大,必须有更大的空间容纳;二是战后坦克的观瞄技术进步,甚至出现了红外和微光夜视系统,观瞄设备占用体积增大;三是火控计算机,火控操作面板,显示器,仪表的增加;四是增加了三防装置和自动装弹机。要塞的东西多了,空间必然要增大。五是兼顾乘员舒适性。

T-54是苏联在战后吸取了T-34大量经验后推出的一款中型坦克,其使用合理的装甲布置方式和卵圆形炮塔,使其防护水平达到了二战后期重型坦克的水平。

T-54剖面图。T-54采用4乘员组,取消了无线电通信员/航向机枪手,航向机枪由驾驶员操作;炮塔内仍有3个乘员,分别是车长,炮长,装填手。不过由于T-54的卵圆形炮塔比T-34大了不少,而且发动机采用横置,因此炮塔和炮塔吊篮的空间得到了一定改善。

T-54炮塔俯视,可见装填手的空间得到了很大改善

T-54内部照片(车长和炮长位)

T-54无线电通讯电台有两个,分别是P-112和P-113,负责不同波段,挂在炮塔后壁

百夫长是二战末期英国开发出来的一款重型坦克。同样采用了4乘员制,即驾驶员、车长、炮长、装填手的配置。座圈直径,炮塔和车体体积比苏制T-54/T-55大了很多,因此可以容纳更多的炮弹和设备。同样采用发动机横置。

装填手位置,可以看到炮闩外增加了一个金属护栏,防止乘员被后座的炮闩撞到

从这张图看车长应该是最舒服的

苏制T-72坦克。T-72由于继续追求低矮的外形以减少被弹面积,其高度比T-54还矮了30cm,因此炮塔的空间没有得到改善,乘员舒适性比西方同代坦克差了太多;同时炮塔的LOS太小,无法保证能有效防护西方二代坦克的穿甲弹。

T-72图纸。T-72属于二代主战坦克,配备了自动装弹机,装弹机弹药架像一个圆盘一样套在炮塔吊篮底部,这让车组人员减少到3名。但是由于车体外形过于低矮,人员活动大大受限,苏联不得不对坦克兵的身高做出限制;T-72炮塔和首上采用了复合装甲。

相比之下,同是二代的豹1主站坦克,防护简直跟裸奔一样,炮塔和首上全部采用匀质钢装甲,而且薄的可怜,连T-54都不如。

虽然防护不咋地,车组成员舒适性还是可以的

我们再来看看三代坦克的M1A2。M1A2 SEP重达60吨,长7.92米,比T-72长了整整1.5米。车体尾部是动力舱,包含一台纵置的 AGT-1500燃气轮机。炮塔内部空间也是十分宽敞了,只可惜M1A2为了省钱,不上自动装弹机,因此还是4乘员组(装填手被保留);炮塔包含一个尾仓,装着120mm弹药,尾仓和乘员舱之间有防火门,尾仓上部泄压板,防止弹药被击中时炮塔殉爆带走一车人。不过尾仓的40多斤一发的炮弹需要用美国大兵的手臂来搬动装填,想想也是感人。。。

你们喜闻乐见的黑叔叔人肉装弹机

M1A2车长位和炮长位

M1A2炮长位。可见即便M1A2有那么大的炮塔,炮长位还是那么拥挤。没办法炮长位的设备最多呀。从这也可以直观看出现代=坦克内部电子设备有多么密集。

炮长位操作界面。包括火控面板(弹种选择,主炮/同轴机枪切换等功能),主瞄,备瞄,增强型热成像通道。

到了M1A2 SEP V3,则普遍使用玻璃化仪表和显示屏代替密密麻麻的按钮:

M1A2的火控计算机电脑板。有垃圾佬淘到了的请联系本人~

越会被生活善待你认同这句话吗为什么?

窗外灯火阑珊,天空无星暗淡,我总是等到夜深人静时才会拉起窗帘。

即便这样,我也从未察觉天空是怎样变暗的,往往待我发现时,月亮已如明镜高悬。

时光总是在不经意间溜走,人也一样,不知何时,我们已经越走越远。

可是,天的那边还是天,我们始终生活在同一个夜空下。

我相信,只要努力散发属于自己的光芒,不管距离多远,都能够被对方看见。

^-^

记得中学的时候,有段时间,班里的同学迷上了下五子棋。

每逢课间,都会找来好友下上几局,以作娱乐。

当时有一个男生,学习成绩特别好,也很擅长下五子棋,和别人下棋从未输过,是大家公认的“高手”。

因此很多人来找他下五子棋,而他和别人下棋时也会被众多同学围观。

或许都想赢了他,成为“高手中的高手”。

某次,在又一个人惨败而归时,我和那个男生说,要不然我和你下一局吧。

生活中的关于铁的知识,白薯红薯紫薯

此前我只和同桌下过五子棋,但是那个男生座位在我的前面,每次他和别人下棋我都是观众之一。

他次次都赢,我觉得,一个人再怎样厉害,也总会有输的时候吧。

而且我经常看他下棋,对他一贯的路子有些熟悉,很有信心赢了他。

不知是他大意失了手,还是我五子棋艺实在高超,在我和他下的这局棋,他输了。

知己知彼,果然有用,我当时想,他下五子棋也不过如此嘛,我真的飘了飘了。

此后,对于下五子棋,我总有莫名的自信,但是我没有和那个男生下过第二局,可能怕输了打脸。

总之,因为这一件小事,我开心了好久,也向朋友家人炫耀了好长时间。

现在想来,当时的我一定也对未来满怀憧憬,以为凭借自己的努力,终会达到想要的高度。

可惜时光无情,总让人遗忘最初的梦想,到头来还会安慰自己是这个世界变了样。

^-^

“时间会告诉我们,简单的喜欢最长远,平凡的陪伴最安心,懂你的人最温暖。”

——魔女宅急便

曾听朋友说过一句话,她说,有的时候连我自己都搞不懂我的想法,又怎会妄想别人能理解我呢?

我思索良久,对她说,总有一个人,会比你更懂你自己。

我向来不会安慰别人,当初绞尽脑汁说出这句话,自己也是不信的。

现在想来,她也没有被我安慰到吧,因为我们太明白,或许期待来自别人的理解与温暖,远远不如自己想通来的实在。

所以童话一直存在于童话故事中,现实世界太难被梦幻掩盖。

^-^

想起了一个前同事姐姐,四十左右的年纪,带着一个可爱的儿子和父母住在一起。

同事姐姐工作经验丰富,经常会在工作上指导我,耐心且温柔。

她虽对待工作上认真严谨,但也有自己的想法和原则。

谈话间,好似永远充满希望和温暖。

不知她是何时和前夫离婚的,我没有问过。

那天,她和我谈起离婚的事情时,一脸淡然,好似全部放下过往。

说起分开的原因,也是一笔带过,我猜想应该是她受到了背叛。

是这个同事姐姐提出的离婚,并且争取到了儿子的抚养权。

虽然暂时和父母住在一起,但是她自己买了房子,还有三年就还完贷款。

她说,到时候就自己做生意,养活儿子啊。

说起这些的时候,她的脸上满是神采和活力满满的干劲。

可我却看到背后,她独自一人抚养孩子的心酸和无奈。

我真的很喜欢她,喜欢她认真生活的态度,喜欢她还有着生活的热情与活力。

我这才明白,原来,努力生活的人,虽暂经挫折,但终将会被岁月善待。

^-^

我总是告诉自己,不要过于在意别人的看法,犯错没什么,丢脸也没什么,厚脸皮一些也是可以的。

可是,我们总是这样,想的和做的,根本就不是一回事。

正是因为我们生活在这个世界上,不可避免的要接受别人或友好或鄙夷的眼光,谁先转开,谁就输了。

可我始终相信,打不倒我们的终将使我们变得强大。

《浮士德》中写道,善良的人在追求中纵然迷茫,却终将意识到有一条正途。

我希望,你我皆是。纵然遥远,也要无畏向前。

镍三种元素具有磁性?

在所有的八十种金属元素中,有四种金属在室温下具有铁磁性(磁性),它们分别是铁、钴、镍、钆(gá);此外,在超低温下,有五种金属是铁磁性的,它们分别是铽、镝、钬、铒和铥。

因此,并不是只有铁钴镍三种元素具有磁性,那为什么我们都认为只有铁钴镍三种元素具有磁性呢?

居里温度:掌控磁性材料磁性有无的临界温度

居里温度(Curie temperature,Tc),又称磁性转变点,是指磁性材料中自发磁化强度降到零时的温度,是铁磁性或亚铁磁性物质转变成顺磁性物质的临界点。

温度低于居里温度时,磁性材料有磁性,但一旦温度高于该物质的居里温度,该物质的磁性就会消失,成为顺磁性物质,不具有磁性。

不同磁性材料的居里温度不同,如铁的居里温度为786℃、钴的居里温度为1070℃、镍的居里温度为376℃、钆的居里温度为20℃。

由上可知:钆虽然也可以有磁性,但当温度高于20℃时,磁性就会消失。在地球上,20℃是很常见的温度,甚至算是低温,因此要想保持钆的磁性需要对其严加看护,不然一不小心磁性就会消失,变成一块毫无吸引力的“废铜烂铁”。

此外,作为一种稀土材料,钆在地壳中的含量仅为0.000636%,储量少、开采难度大,注定其难以为众人所知,因此钆很少被列为磁性物质。

虽然在铁磁性材料中难以大放异彩,但在某些特殊领域,钆被寄于重任。

钆有最高的热中子俘获面,可用作核反应堆的控制棒和中子吸收棒。由于一种材料在受到磁场作用成为磁性组织时放热,磁性消失是又会吸热,利用这一性质,用钆盐经磁化制冷可获得接近绝对零度的超低温。世间金属八十种,为何偏偏只有铁钴镍钆之原子核外要有未成对的电子

1907年,法国科学家外斯提出了铁磁性假说,较为系统地解释了铁磁现象出现的本质原因和规律,假说大致可分为两点:

铁磁物质内部存在很强的“分子场”,在“分子场”的作用下,原子磁矩趋于同向平行排列,即自发磁化至饱和,称为自发磁化;

铁磁体自发磁化分成若干个小区域,这些自发磁化至饱和的小区域被称为磁畴,由于各个磁畴的磁场方向各不相同,其磁性彼此相互抵消,所以物体对外不显磁性。

从微观上来讲磁性出现的原因就是:

物质由原子组成,原子由原子核和核外电子组成,原子核中又有质子和中子。核外电子每时每刻都在自旋和“公转”,这两种旋转都会产生磁场,但由于公转产生的磁场紊乱无序,彼此相互抵消。

因此铁磁性物质自发磁化的根源是原子磁矩,而在原子磁矩中起主要作用的又是电子自旋磁矩。

由洪特规则和泡利不相容原理可知:电子总是尽可能以成对、自旋方向相反的方式排列并在核外运动。

自旋方向相反的两个电子产生的磁场可以相互抵消,因此要想产生电子自旋磁矩,在原子的最外层电子中就要有未成对的电子,并且未成对电子越多,电子自旋磁矩越大。

例如:铁有四个未成对电子,钴有三个未成对电子,镍有两个未成对电子。理论上,铁的最大磁矩为4μB,钴的最大磁矩为3μB,镍的最大磁矩为2μB(未成对电子自旋方向相同时有理论最大磁矩)。

按照上述理论,有五个未成对电子的锰,理论最大磁矩为5μB,其磁性应该比铁钴镍的大,但实际上,锰并没有磁性。

由此可见,原子外层有未成对电子并不能保证物质具有铁磁性。

世间金属八十种,为何偏偏只有铁钴镍钆之相邻原子间距与未填满的内电子层的半径之比大于3

大量的金属原子排列组合形成金属晶体,在形成晶体时,原子之间相互键合,形成不同类型的晶体,如面心立方、体心立方等。

根据键合理论可知,金属原子相互接近形成金属键时,电子云要相互重叠。

对于过渡族金属,原子的3d态与4s态能量相差不大(实际上3d>4s),它们的电子云的重叠,引起s、d状态电子的再分配。这种作用会释放能量——交换能Eex(与交换积分有关),交换能可以使相邻原子内3d层未抵消的自旋磁矩同向排列起来,形成一个个磁畴。

量子力学计算表明,当磁性物质内部相邻原子的电子交换积分A为正时(A>0),一小片区域内的相邻原子的磁矩将同向平行排列,从而实现自发磁化,形成磁畴。

理论计算证明,交换积分A不仅与电子运动状态的波函数有关,而且与原子核之间的距离Rab(点阵常数)和参加交换作用的电子核距核的距离r有关。

只有当原子核之间的距离Rab与参加交换作用的电子距核的距离(未填满的内电子壳层半径)r之比大于3,交换积分才有可能为正。

铁、钴、镍以及某些稀土元素的Rab/r>3,满足自发磁化的条件,于是可形成磁畴,当通以强磁场对这些物质进行磁化过后,它们将会具有磁性。

铬、锰的A是负值,不满足自发磁化的条件,但通过合金化作用,改变其点阵常数,使得Rab/r之比大于3,也可得到铁磁性合金。

为什么高温可使磁性组织消磁?

当温度升高时,原子间距加大,降低了电子间的交换作用,同时热运动不断破坏原子磁矩的规则取向,直到温度高于居里温度,以致完全破坏了原子磁矩的规则取向,磁畴消失,磁性消失。

综上所述:一种元素要想拥有磁性,要同时满足两个条件:①原子核外有未成对电子,使得原子有电子自旋磁矩;②原子核之间的距离Rab与参加交换作用的电子距核的距离(未填满的内电子壳层半径)r之比大于3,使电子自旋磁矩同向排列,形成磁畴,自发磁化。

要同时满足这两种苛刻条件,肯定不会这么容易,因此在八十种金属中,只有铁钴镍钆等少数几种金属才有磁性。

如果仅仅从原子层面考虑,那么元素周期表中的大部分元素,除了惰性气体氦氖氩氪氙氡之外,所有原子都因存在电子自旋磁矩而具有磁性。

但如果大量原子排列组合形成“宏观可见”的物体,比如金属晶体、原子晶体等,由于大多数原子不能自发磁化,形成不了一个个磁畴,原子的微型磁场相互抵消,使得物体不显磁性。

而如果将具有特殊性质的不同元素组合在一起,采用特殊工艺流程,可以“激发”出原子本来的磁性,使物体显磁性。比如铷铁硼磁铁,就是将钕、铁、硼按照一定比例混合,采取特定工艺流程制造出来的具有强磁性的永磁体材料。

工艺流程:配料 → 熔炼制锭/甩带→ 制粉 → 压型 → 烧结回火 → 磁性检测 → 磨加工 → 销切加工 → 电镀 → 成品。

其中配料是基础,烧结回火是关键。

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