生活中磁鐵很常見，各種喇叭耳機中都有。「那麼問題來了...磁鐵是怎麼做的？」

高級版磁畫板常見的是黑紅雙色，主要是因爲放入格子的磁粉，本身就分了 N 極和 S 極，再讓兩面的顏色不一樣就可以了。

寫黑色的時候，N 筆尖吸引黑色的 S 邊磁粉朝上，寫紅色的時候 S 筆尖吸引紅色的 N 邊磁粉朝上。

磁鐵在我們生活中的應用非常廣泛了~普通到例如一塊冰箱貼，還有更細微的雖然不顯眼但其實無處不在的電子元件，還有小時候覺得超級高大上的磁懸浮地球儀！

再到上海的磁懸浮列車…我去上海還特地要跑去體驗，感覺沒有動車快和穩...

這麼多磁鐵，難道都是大自然的礦藏（四氧化三鐵）嗎？當然不是啦~今天我們就來一起看人工各類磁鐵的製造！先來看看人工生磁的原理~

造磁的原理

19 世紀初，法國物理學家阿拉戈和呂薩克發現，當電流通過其中有鐵塊的繞線時，鐵塊會發生磁化，這是電磁鐵原理的最初發現。我們在中學課本里學過，給一段導體通電，導體周圍會產生磁場，利用下圖的右手定律可以判斷磁場的方向…這也是人造磁鐵的基本原理。

爲了理解的更清楚...我們來看這幾個分解步驟：

普通的鐵、鈷、鎳這些金屬是沒有磁性的，我們可以把它的內部看做有許多無規律的小磁針（原磁體）；

在一般狀態下，小磁針的排列非常紊亂，磁性相互抵消，因此總磁性爲 0 ；

一旦通電後，小磁針在電流產生的外部磁場作用下會變得規律排布，從而產生了整體的磁性！

當磁場消失時，有的物體的小磁針在內部熱運動下會恢復了雜亂無序，而有些物體的小磁針依然井然有序，因此「永久的」具有了磁性，這就是永磁體。

砂型鑄造

首先在來看一眼砂模，裏面已經給磁鐵造型留出了空間。

接着在砂模裏接滿砂子，再把表面抹抹平…

這裏使用的是化學硬化砂，混砂時已經加入了粘結劑和其他輔加物，只是先還不加硬化劑。到接下里的造型環節，就直接用機器打進氣態的硬化劑，這物質一彌散在砂型裏，粘結劑就能發生分子聚合，進而成爲立體結構的物質。也就是說...砂型會像下圖一樣硬化，你現在取出這個砂型，可不會鬆散。

各種不同造型的模具，就是多個磁鐵模型，留的空間等之後金屬澆築好就是最後磁鐵的形狀了~

磁鐵原料

磁鐵的原材料是銅、鈷、鎳、鐵、鋁、鈦等，再加入硫磺，把各色金屬統統倒進電磁爐裏 1600℃ 燒至熔化，成液體…

鑄造成型

接着把溶化的液體倒入之前製造好，堆疊成摞的砂模中，原來的中空設計就讓這一摞的砂模統統被高溫金屬液體充滿了…

由於之前砂模成型打入的氣體是易燃的，所以...燃燒吧！熱情的砂模！

把燃燒的砂模推到另一邊，用大錘敲擊，附着在成型金屬上的砂模被敲落，易燃氣體也會盡情燃燒。

接着用大電扇頂着吹，讓未充磁的金屬塊們儘快冷卻。

鑄造後的金屬還沒有磁性，只是普通的金屬材料，那就用磁鐵把金屬從砂塊中分離出來。

圓環磁鐵

電動馬達中會用到環形中空的磁鐵，除了模型的區別，當然加磁的方法也有些不同。先把金屬環一個個套上銅管。

然後放入一個更大的金屬管中，把空的部位用沙土填充好，再在兩端管口用混粘土封口。

再把管子放入一個電爐中加熱到通紅，這是爲了讓管子內的金屬打破防禦，接下來加磁會更加容易。之後工人在銅管中插入一根金屬棍，並用夾鉗固定。

銅管則會被浸入到水中降溫，防止溶化。與此同時，在這個圓柱體中傳輸低壓的高電流。

接着工匠把冷卻後管子的封裝敲破，取出來裏面的圓環金屬，此時金屬已經微微磁化，確立了磁場的方向。

打磨環節

之後工人們會把磁鐵的內內外外、邊邊角角都磨平。

雖然此時有一點點磁化了，但實質上還是沒有什麼卵用…還得繼續加磁性！

繼續加磁

之前微弱的磁場只是設定了正確的磁場方向，加磁後纔是真正的磁鐵。這臺機器就是能把電磁電流傳遞到磁鐵上，先前磁場微弱的毫無吸力的磁鐵，如今變得需要用力才能拔離…（怎麼說呢，不禁令人想起「當年你對我愛搭不理，現在我讓你高攀不起…」）

輕輕一吸，就吧嗒扣上啦~一塊磁鐵這纔算完全做好。

文中 Gif 截取自Discovery《How it's Made》S10E01

來源：有趣的製造

編輯：井上菌