本实用新型属于磁铁悬浮领域，涉及一种基于石墨烯的磁铁悬浮装置。
背景技术：
新材料是我国重点推进的战略性新兴产业之一，对于支撑整个战略性新兴产业发展，促进传统产业转型升级，保障国家重大工程建设，具有重要战略意义。纳米材料属于新材料的一种，纳米材料及技术将成为第5次推动社会经济各领域快速发展的主导技术。纳电子代替微电子，纳加工代替微加工，纳米材料代替微米材料，纳米生物技术代替微米尺度的生物技术，已经是技术发展的必然趋势。然而纳米材料与科技的研究开发大部分处于基础研究阶段，如纳米电子与器件、纳米生物等高风险领域，还没有形成大规模的产业。纳米材料的光学、热学、电学、磁学、力学及化学方面的性质和大块固体相比有显著的不同。
石墨烯作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，被称为“黑金”，是“新材料之王”。由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性，在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。然而现有的石墨烯及磁铁悬浮实验教学装置价格高昂、结构复杂，不利于推广和普及，一定程度上阻碍了石墨烯及磁铁悬浮基础教育在国内的普及和发展。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于石墨烯的磁铁悬浮装置，两块环形磁铁与小正方形磁铁之间产生磁场，石墨烯具有本征抗磁性，小正方形磁铁受到方向向上的磁力，与重力相抵消，悬浮在空中，以解决现有技术中磁铁悬浮装置结构复杂、造价高昂的问题。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于石墨烯的磁铁悬浮装置，用于演示磁悬浮实验，包括第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁、第一石墨烯单元、第二石墨烯单元和底板，所述第一磁铁、所述第二磁铁、所述第一石墨烯单元、所述第二石墨烯单元与所述底板固定连接，所述第一磁铁和所述第二磁铁为环形，所述第一石墨烯单元和所述第二石墨烯单元为长方体形，所述第三磁铁设置于所述底板延伸方向的中点，所述第一磁铁、所述第一石墨烯单元和所述第二磁铁、所述第二石墨烯单元的位置关于所述第三磁铁对称。
进一步的，所述第三磁铁为正方体形。
进一步的，所述第三磁铁的边长为4.5-5.5mm。
进一步的，所述底板包括由塑料制成的底板本体和由橡胶制成的垫板，所述垫板设置于底板本体上远离具有所述第一磁铁以及所述第二磁铁的一面。
进一步的，所述垫板的数量为四个。
进一步的，所述底板本体设置有第一定位孔和第二定位孔，所述第一定位孔与所述第一磁铁相匹配，所述第二定位孔与所述第二磁铁相匹配。
进一步的，所述第一定位孔与所述第二定位孔之间的距离为130-170mm。
进一步的，所述第一磁铁和所述第二磁铁的尺寸相同，其外径为41-45mm、内径为19-23mm。
进一步的，所述第一石墨烯单元和所述第二石墨烯单元的尺寸相同，其长为27-33mm、宽为5-6mm、高为27-33mm。
进一步的，第一石墨烯单元和所述第二石墨烯单元之间的距离为30-60mm。
本实用新型的有益效果在于：
1、结构简单、操作方便，利用石墨烯的本征抗磁性，使小正方体磁铁悬浮在空中，原理新颖，操作便捷。
2、成本较低、加工难度小，便于大规模推广使用，起到良好的实验和教学目的。
本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：
图1为本实用新型提供的基于石墨烯磁铁悬浮装置的结构示意图；
图2为本实用新型提供的底板俯视结构示意图；
图3为本实用新型提供的底板仰视结构示意图；
图4为本实用新型提供的第三磁铁受力状态示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1-图4，附图中的元件标号分别表示：第一磁铁1-1、第二磁铁1-2、第三磁铁1-2、第一石墨烯单元2-1、第二石墨烯单元2-2、底板3、底板本体3-1、垫板3-2、第一定位孔3-3、第二定位孔3-4。
本实用新型涉及一种基于石墨烯的磁铁悬浮装置，用于演示磁悬浮实验，请参阅图1，所述基于石墨烯的磁铁悬浮装置包括第一磁铁1-1、第二磁铁1-2、第三磁铁1-2、第一石墨烯单元2-1、第二石墨烯单元2-2和底板3，所述第一磁铁1-1、所述第二磁铁1-2、所述第一石墨烯单元2-1、所述第二石墨烯单元2-2与所述底板3固定连接，所述第一磁铁1-1和所述第二磁铁1-2为环形，所述第一石墨烯单元2-1和所述第二石墨烯单元2-2为长方体形，所述第三磁铁1-2设置于所述底板3延伸方向的中点，所述第一磁铁1-1、所述第一石墨烯单元2-1和所述第二磁铁1-2、所述第二石墨烯单元2-2的位置关于所述第三磁铁1-2对称。请参阅图4，第三磁铁1-3受重力作用会产生重力G，第一磁铁1-1和第二磁铁1-2产生的磁场对第三磁铁产生合力F3，F3与所述重力G大小相同、方向相反，由于第一石墨烯单元2-1与第二石墨烯单元2-2具有本征抗磁性，对第三磁铁1-3产生作用力F1和F2，F1和F2的大小相同、方向相反的作用力，因此，第三磁铁1-3在水平方向和垂直方向的合力为零，故第三磁铁1-3产生磁铁悬浮现象。
优选地，所述第三磁铁1-2为正方体形；进一步的，所述第三磁铁1-2的边长为4.5-5.5mm。
请从参阅图2和图3，所述底板3包括由塑料制成的底板本体3-1和由橡胶制成的垫板3-2，所述垫板3-2设置于底板本体3-1上远离具有所述第一磁铁1-1以及所述第二磁铁1-2的一面；进一步的，所述垫板3-2的数量为四个；更进一步的，所述底板本体3-1设置有第一定位孔3-3和第二定位孔3-4，所述第一定位孔3-3与所述第一磁铁1-1相匹配，所述第二定位孔3-4与所述第二磁铁1-2相匹配。优选地，所述第一定位孔3-3与所述第二定位孔3-4之间的距离为130-170mm；所述第一磁铁1-1和所述第二磁铁1-2的尺寸相同，其外径为41-45mm，内径为19-23mm；所述第一石墨烯单元2-1和所述第二石墨烯单元2-2的尺寸相同，其长为27-33mm，宽为5-6mm，高为27-33mm；第一石墨烯单元2-1和所述第二石墨烯单元2-2之间的距离为30-60mm。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。