З.4. Магнитомягкие материалы и требования к ним
Для технического применения наиболее широко используются ферро- и ферримагнетики. Оба класса материалов характеризуются кристаллическим строением и доменной структурой в определённом интервале температур:
- нелинейной зависимостью магнитной проницаемости m от напряжённости внешнего поля Н и температуры Т;
- способностью намагничиваться до насыщения,
- гистерезисом
- температурой Кюри или Нееля, выше которой разрушается атомный магнитный порядок и теряются магнитные свойства.
Магнитные материалы принято разделять на магнитомягкие, магнитотвёрдые и материалы специального назначения.
Для магнитомягких материалов характерна способность намагничиваться до насыщения даже в слабых полях и малые потери на перемагничивание. Это свидетельствует о высокой магнитной проницаемости и малой коэрцитивной силе.
Именно значение (величина) коэрцитивной силы является классификационным признаком деления магнетиков на первые две группы.
Принято считать, что магнитомягкие материалы имеют 0,4 [А/м] < Нс< 800 [А/м], а магнитотвёрдые - Нс > 4 [кА/м].Следовательно, магнитомягкие материалы имеют узкую петлю гистерезиса с малой Нс, а магнитотвёрдые - широкую петлю с большой Нс.
Следует подчеркнуть, что границы рассматриваемых групп материалов в значительной степени условны. Кроме того, термины «магнитомягкий» и «магнитотвёрдый» не относятся к характеристике механических свойств материала.
|
|
|
К магнитомягким материалам, используемым в технике, относятся:
- технически чистое железо, которое содержит ограниченное количество примесей и прежде всего углерода (менее 0,05%), благодаря чему часто употребляют термин «низкоуглеродистая сталь»;
- электролитическое и карбонильное железо - разновидности технически чистого железа;
- кремнистая (электротехническая) сталь, представляющая собой твёрдый раствор кремния Si в железе Fe; введение Si повышает удельное сопротивление ρvи, следовательно, снижает потери, увеличивает m и снижает Нс;содержание Si обычно не превышает 5%;
- пермаллои - это низкокоэрцитивные сплавы железа с никелем (Fe - Ni)
или железа с никелем и кобальтом (Fe - Ni - Co) с различными
легирующими добавками (Мо,С r и т.д.);
- альсиферы - тройные сплавы Al - Si - Fe, применяемые в основном в качестве магнетика в магнитодиэлектриках;
- ферриты (оксиферы) - представляющие собой систему оксидов железа и двух- (Mn , Zn) или одновалентных (Li) металлов, среди которых наибольшее распространение получили низкочастотные до 1МГц марганеццинковые (MnO × Zn × Fe2O3), высокочастотные до 100МГц никельцинковые ( NiO × Zn × Fe2O3) и высокочастотные до 1000МГц литийцинковые (Li2О × Zn × F е2О3) ферриты;
|
|
|
- магнитодиэлектрики получаемые прессованием измельчённого магнетика с изолирующей его частицы органической или неорганической связкой, которая повышает удельное сопротивление и снижает потери на вихревые токи.
Магнитомягкие материалы должны удовлетворять следующим требованиям:
- легко намагничиваться и размагничиваться при минимальных потерях, т.е. иметь узкую петлю гистерезиса и, соответственно, малую Нси большие значения mнач , mmax; по этим параметрам лучшими являются пермаллои;
- иметь большие значения индукции насыщения BS ≡ Bmax, что обеспечивает прохождение максимального магнитного потока через единичное сечение магнитопровода, уменьшает габариты и вес изделия; наибольшим значением B, обладают сплавы Fe и Со, технически чистое железо и электротехнические стали;
- обеспечивать малые потери при работе в переменных полях, в том числе на высоких частотах, что снижает температуру нагрева изделия, габариты и вес, повышает КПД и рабочую индукцию; по этим требованиям лучшими являются ферриты и магнитодиэлектрики;
- удовлетворять дополнительным требованиям, которые связаны с механическими свойствами, возможностью автоматизации процесса изготовления изделия и снижением его стоимости, стабильностью параметров во времени и при различных температурах.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 511; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!