磁铁·钢结构考查

曾在“电”章节的“磁铁磁场成因”提到磁铁内部存在环形电流振动,进而让磁铁产生磁场。这里考查磁铁的内部结构,以说明能产生环形电流振动的原因,以低碳含量的碳-铁合金,即碳素钢作为磁铁时为例,同时来说明钢的特性成因。本小节里提到的“钢”,若无特别说明,都指这种碳-铁合金。

在冶炼碳素钢的工艺过程中,碳的含量减少,铁的纯度提高,形成碳钢,工业用碳钢的含碳量一般为0.05%~1.35%。

通过上面“金钢石与石墨等的结构考查”小节可知,碳元素原子以太旋涡可以形成高强度的空间结构如金钢石,也可以形成富勒烯、碳纳米管等细微空间结构。而碳素钢的冶炼工艺之一,是常压下的温度处于铁的熔点与碳的熔点之间,已知的铁的熔点是1538摄氏度,碳的熔点是3500摄氏度。如此温度下,铁原子以太旋涡间的共价键完全断裂,即同旋异极吸附结构完全解体,成为流体,即铁水,而碳原子以太旋涡间的共价键处于半断与不断之间,即有的断,有的不断,大颗粒的易断,小颗粒的难断,等等,结果导致就是不停的有微小碳颗粒化为杂质析出,从而让铁的纯度提高,同时,剩余碳成分在铁水中的颗粒结构是越发小。当铁水冷却并将碳的含量控制在0.05%~1.35%形成钢之后,附带的效果之一是,这些碳原子以太旋涡构成的颗粒,会以短链闭合的结构形态存在,也即富勒烯结构,存在于铁空间里。富勒烯的新结构认识在“金钢石与石墨等的结构考查”小节中描述。

由这钢的富勒烯-铁原子以太旋涡新结构认识可以分析钢的一些特殊性质:

磁铁磁化作用

一块普通的碳-铁合金,也即碳素钢块空间内,存在极大数量的富勒烯,富勒烯是碳原子以太旋涡短链闭合结构,由于碳原子以太旋涡在富勒烯空间结构里仍是同旋异极吸附下的有序排列,如此有序排列让一个富勒烯周边空间的以太运动形态,与一个原子以太旋涡相近,导致富勒烯有一个相对稳定的强次生以太旋涡,并由次生以太旋涡产生迈尔效应,即自转运动。这个富勒烯的自转运动,会带动次生以太旋涡切割周边空间的铁原子以太旋涡链,形成环形电流,就如发电机的转子磁铁切割线圈形成电流一般。这环形电流导致铁原子以太旋涡在平衡位置振动产生原子间以太的呼吸效应,在富勒烯周边空域表现为极微小磁场,这就是磁铸成因,也是经典物理学中“分子电流”形成的内在作用机制。

在没有外来磁场影响时,这些富勒烯相互之间的自转方向与轴方向是处于整体无序局部有序的状态,使钢块空间内部产生的众多极微小磁场相互干扰削弱,整体上对外界不表现出磁性影响或只具有弱磁性。

当有外来磁场加于钢块之上,外来磁场对钢块空间的部分富勒烯次生以太旋涡产生轴纠正与偏向作用,如同地球磁场对磁针的偏向,于是整个钢块内的环形电流的杂乱无章状态过渡到顺逆同向状态,从而在宏观上表现为磁场,这就是磁化过程。

外来强磁场能产生更多的富勒烯次生以太旋涡的轴纠正与偏向作用,于是强磁场磁化过的钢所带的磁场比弱磁场磁化过的钢所带的磁场要相对强。而一块钢空间内的富勒烯数量终归是有限,当绝对大部分的富勒烯都被外来强磁场轴纠正为轴同向,那么加强外来磁场就不能继续产生富勒烯轴纠正作用,于是被磁化后的磁铁有一个限定的最大磁场,而不是随外来强磁场的强度不断提高而无限提高。而给已经磁化过的钢块升高温度会出现消磁作用,就在于温度升高会提升富勒烯次生以太旋涡及铁原子以太旋涡的无序热运动,进面导致整体轴指向混乱,及环形电流中断。

钢的韧性

纯铁很软,是有延展性很高的另一种说法。这说明铁原子以太旋涡之间的两种吸附作用相当,而常温下没有表现出液体形态,说明同旋异极吸附作用略大于异旋同极吸附作用,从而出现这种很软的固体特性。

当铁中加入微量的碳,经过冶金工艺,变成韧性与强度很高的钢,在于这些碳成分以富勒烯的结构存在钢的空间,会应富勒烯的特性而让整体钢结构在宏观上展现特定物理状态:富勒烯有相对稳定的次生以太旋涡,众多富勒烯存在于铁空间里,这些次生以太旋涡会相互产生范德华力作用,并且次生以太旋涡间还产生涡轴方向的吸引作用,在铁水逐渐冷却过程中形成同旋异极吸附结构,这是大分子层次的以太旋涡涡管相吸与耦合结构。如此众富勒烯分布在钢空间里,是一个立方网状联结结构,有相对较高的稳定性,从而让钢结构表现出很高的韧性与强度。

也即富勒烯之间的相吸作用,与碳原子间的相吸作用类似,只是相吸强度相对金刚石要弱很多,但这种立网相吸联结作用,仍能极大加强钢的结构强度,让钢空间的铁原子以太旋涡不再轻易产生相对位移,表现出高强度高韧性。

奥氏体

奥氏体(Austenite)是“钢铁的一种层片状的显微组织,通常是ɣ-Fe中固溶少量碳的无磁性固溶体,也称为沃斯田铁或ɣ-Fe。奥氏体的名称是来自英国的冶金学家罗伯茨·奥斯汀(William Chandler Roberts-Austen)。奥氏体塑性很好,强度较低,具有一定韧性,不具有铁磁性。奥氏体因为是面心立方,八面体间隙较大,可以容纳更多的碳。”这里引用的奥氏体概念,是实验中观察到的钢铁特定组织概念,而西方科学界关于奥氏体的成因解释则是错的。

每一个奥氏结晶体内部有一个晶核,这个晶核就是富勒烯,即碳原子以太旋涡短链闭合结构体。富勒烯存在于铁的空间,会因富勒烯与周边铁原子以太旋涡的相互作用关系,而导致两者合金-钢有不同的物理特性,奥氏体只是这种关系的具体展现之一。

当温度升高到912°C至1394°C之间时,铁素体会变成奥氏体。在于钢处于这种温度时,其内部众多富勒烯的次生以太旋涡之间通过涡管相吸形成的立体网状结构被破内生场涡坏,众富勒烯之间的纵向联系中断,形成双富勒烯以太旋涡的耦合结构:异旋同极吸附结构。如此双富勒烯内部的振动力场因方向相反而减弱,导致不能再产生环形振动电流使得磁性消失之外,还导致整个钢空间结构强度由于缺少立体网状结构的支撑而被削弱,从而表现出韧性减弱与可塑性变好,在实验室发现就是“奥氏体塑性很好,强度较低,具有一定韧性,不具有铁磁性。”

由于西方科学界的所有材料描绘都是以经典原子模型为构建基础的,因此所有通过“电子”、“原子核”概念来描绘材料的物理特性的理论,都是错误的理论,比如用来解说顺磁性的“电子磁矩”、“成对电子”这种概念只是凭空想象的概念,是根本不存在的。

材料与磁场的关系描绘过于庞杂,这里只略用碳素钢来略说明,其它的复杂描绘,都是以单个、多个原子以太旋涡之间的范德华力与共价键为基础来建立的有序或无序的关系描绘。