东京科学大学铁氧体磁石科普课揭示材料特性

发布时间:2026-04-07 10:27  点击:1次

东京科学大学博物馆为培养下一代科学家和技术人才,定期面向中小学生开展科学教室活动。今年2月23日,在物质理工学院材料系的协助下,该校在大冈山校区学生实验室内举办了题为“体验学习认识陶瓷世界:源自东京科学大学的全球发明!制作铁氧体磁石”的专题课程,吸引了20名中学生和高中生参与。此次活动获得了东京科学大学理科教育振兴支援项目、AirTrunk公司及富士通株式会社的联合后援。

铁氧体作为代表性的陶瓷磁性材料,其研发历史可追溯至1930年代。当时,东京工业大学(现东京科学大学)的加藤与五郎教授与武井武助教授团队主导了相关研究。1935年,为推动铁氧体商业化,东京电气化学工业(现TDK株式会社)成立,这被视为日本大学衍生初创企业最成功且具先驱意义的案例之一。如今,铁氧体相关技术在全球范围内持续发展,成为支撑现代日常生活的重要基础材料。

本次科学教室旨在让学生通过亲身体验,深入理解铁氧体材料的独特魅力。课程特邀篠崎和夫(东京科学大学名誉教授)、櫻井修(原东京工业大学副教授)及吉川英见(东京科学大学技术专员)担任讲师。在理论讲解环节,篠崎教授系统介绍了高性能陶瓷材料的全球视野,重点阐述了铁氧体的特性、制造工艺及实际应用案例。

在实践环节,学生们在指导下亲手制作铁氧体磁石,并通过测量磁体间的吸引力与排斥力来评估磁性强弱。由于传统陶瓷材料通常需经过高温烧结工艺,而中学生难以在短时间内完成该过程,讲师团队预先通过实验确立了将铁氧体粉末与树脂混合后,采用加压成型法快速制备磁体的技术方案,确保课程安全高效地进行。

实验流程涵盖七大步骤:原料粉末称重、铁氧体压片成型、压片尺寸测量、磁化操作、磁力测定、剩余磁矩测量以及数据图表化。在东京科学大学学生工作人员的协助下,参与学生首次接触专业实验设备,在探索未知结果的过程中体验了科学研究的乐趣。课程尾声,篠崎教授还指导学生们如何解读实验数据,从图表中分析材料特性,培养科学思维。

课程结束后,部分学生参观了物质理工学院材料系的生驹·安乐研究室与松下(伸)·久保田研究室,近距离观察了东京科学大学在先进陶瓷领域的最新研究成果。日本在材料科学教育方面注重产学研深度融合,通过高校实验室资源向基础教育开放,有效激发了青少年对材料科学的兴趣。

参与学生反馈积极,有人表示“在学校很难接触到此类实验设备,体验非常有趣”,也有人提到“学校实验通常已知结果,而本次探索未知过程更令人兴奋”。更有学生表示“希望未来从事研究工作,能接触前沿基础研究感到十分荣幸”。这些反馈印证了体验式教育在激发青少年科学潜能方面的独特价值。

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