磁學(xué)是物理學(xué)*古老的研究領(lǐng)域之一，目前仍然充滿了生機(jī)活力。對(duì)于磁性物理的科學(xué)研究、磁性材料相關(guān)的探索來(lái)說(shuō)，磁場(chǎng)設(shè)備必不可少，因?yàn)樵谕饧哟艌?chǎng)的作用下，樣品會(huì)表現(xiàn)出特殊的物理性質(zhì)，并帶來(lái)了巨大的應(yīng)用前景，比如霍爾效應(yīng)、磁阻效應(yīng)、各類磁性材料、磁性傳感器、自旋電子學(xué)、超導(dǎo)材料等。

那平常我們用到的磁性設(shè)備主要有哪些呢？這里主要分為兩大類，一類是普通的磁場(chǎng)設(shè)備，這類設(shè)備主要包括，電磁鐵、亥姆霍茲線圈、螺線管等磁性產(chǎn)品。

另一類是超導(dǎo)磁場(chǎng)設(shè)備，主要是各類超導(dǎo)磁體。兩者的主要區(qū)別在于，普通磁場(chǎng)設(shè)備使用的是普通導(dǎo)線繞制，超導(dǎo)磁體使用的是超導(dǎo)線材繞制，具體有哪些方面的不同，我們下期再來(lái)討論！

磁場(chǎng)設(shè)備主要有普通的磁場(chǎng)設(shè)備和超導(dǎo)磁場(chǎng)設(shè)備。除了永磁鐵暫時(shí)不做討論之外，我們先來(lái)聊一下普通電磁場(chǎng)的設(shè)備。

普通電磁場(chǎng)設(shè)備主要有電磁鐵、亥姆霍茲線圈、螺線管等，一般來(lái)說(shuō)，電磁鐵能夠滿足3T以下的磁場(chǎng)使用需求。螺線管的磁場(chǎng)強(qiáng)度一般在幾百高斯或者一千多高斯左右，極限在幾千高斯。亥姆霍茲線圈的磁場(chǎng)強(qiáng)度一般在幾高斯、幾十高斯、極限在幾百高斯。

電磁鐵與另外兩類的差別主要是電磁鐵具有鐵芯，磁場(chǎng)強(qiáng)度更高。螺線管和亥姆霍茲線圈沒有鐵芯，磁場(chǎng)強(qiáng)度較弱。電磁鐵和亥姆霍茲線圈有一維、二維、三維之分，螺線管一般是一個(gè)獨(dú)立的一維磁場(chǎng)。對(duì)于特殊的應(yīng)用場(chǎng)景和磁場(chǎng)使用需求，一般會(huì)有針對(duì)性的解決方案和獨(dú)特設(shè)計(jì)。

現(xiàn)在我們來(lái)聊一聊超導(dǎo)磁體相關(guān)的內(nèi)容。

超導(dǎo)磁體是指低溫下用具有高轉(zhuǎn)變溫度和臨界磁場(chǎng)特別高的**類超導(dǎo)體制成線圈的一種電磁體。它的主要特點(diǎn)是無(wú)導(dǎo)線電阻產(chǎn)生的電損耗，也沒有因鐵芯存在而產(chǎn)生的磁損耗，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。在工業(yè)和科研上應(yīng)用極廣，但它必須在液態(tài)氦溫度下工作，成本較高。

超導(dǎo)磁體在很多方面都比常規(guī)磁體優(yōu)越：

①超導(dǎo)磁體穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)本身沒有焦耳熱的損耗，對(duì)于需要在較大空間中獲得直流強(qiáng)磁場(chǎng)的磁體，這一點(diǎn)尤為突出，可以大量節(jié)約能源，且所需的勵(lì)磁功率很小

②超導(dǎo)材料可以有很高的電流密度，因此超導(dǎo)磁體體積小，重量輕，而且可以較容易地滿足關(guān)于高均勻度或高磁場(chǎng)梯度等方面的特殊要求。

目前，超導(dǎo)磁體一般可以產(chǎn)生3-18T，以及20T以上的強(qiáng)磁場(chǎng)，對(duì)于一些特殊領(lǐng)域的研究，如強(qiáng)磁場(chǎng)中凝聚態(tài)物理學(xué)研究、強(qiáng)磁場(chǎng)下的核磁共振研究、強(qiáng)磁場(chǎng)下物性研究等方面，強(qiáng)磁場(chǎng)條件必不可少，而且隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的提高，將會(huì)產(chǎn)生新的前沿性課題，對(duì)科學(xué)的發(fā)展和新技術(shù)、新材料的開發(fā)和應(yīng)用具有重要的意義。