Органические Конструкционные Материалы
К органическим материалам относятся разнообразные пластмассы, резины, компаунды, дерево.
Химический состав. В качестве конструкционных материалов применяются органические полимеры. Это вещества, молекулы которых состоят из длинной углеродной цепи к которой присоединены атомы водорода. В них обычно содержатся O, N, S, P, Cl. Полимеры имеют достаточную прочность, жесткость, эластичность при низкой плотности и легкости. Как правило отличаются высокими диэлектрическими свойствами, химической стойкостью, стойкостью к коррозии и воздействию влаги. Являются хорошими тепло- и звуко- изоляторами. Есть полимеры оптически прозрачные, антифрикционные, высокоэластичные и т. д. Недостаток большинства органических материалов – горючесть. Они легко формуются литьем, выдуванием, хорошо обрабатываются прессованием, вытяжкой, резанием. Это повышает экономичность и обуславливает широкое применения полимеров.
Строение.Полимеры – вещества, молекулы которых состоят из очень длинных цепочек атомов, называемых макромолекулами. Они состоят из многократно повторяющихся одинаковых звеньев – мономеров. Макромолекула может состоят от тысяч до миллионов атомов. Внутри молекулярной цепи атомы связаны прочными ковалентными связями. Между собой молекулы связаны слабыми поляризационными силами. з-за такого строения полимеров обладают малой плотностью и прочностью по сравнению с металлами, и многие легко плавятся при нагреве.
|
|
|
По отношению к нагреву полимеры подразделяются на термопластичные и термореактивные
Термопластичные полимеры при нагреве постепенно размягчаются и переходят сначала в вязкое состояние, а потом в жидкое. При охлаждении процесс протекает в обратном направлении вплоть до твердого состояния. Повторный нагрев переводит полимер снова в жидкое состояние.
В термореактивных полимерах при нагревании протекают химические реакции, которые приводят к образованию дополнительных связей между атомами. Вследствие этого свойства материала изменяются необратимо, он затвердевает и при повторном нагреве уже не размягчается. При сильном нагреве может обугливается или разрушаться. В органических растворителях термореактивные полимеры как правило нерастворимы.
34. Магнитомягкие ферриты и их применение.
Магнитомягкими называют материалы легко перемагничивающиеся под действием внешнего магнитного поля. Для таких материалов характерны низкие значения коэрцитивной силы и высокие значения магнитной проницаемости. Их используют для концентрации магнитного поля. В большинстве случаев магнитомягкие материалы работают в переменных магнитных полях, поэтому для них важно высокое удельное электрическое сопротивление.
|
|
|
Основные группы: электротехнические стали (сплавы железа с кремнием), пермаллои, альсифер, сендаст, магнитомягкие ферриты.
Наиболее дешевым материалом является технически чистое железо с суммарным содержанием примесей до 0,1%. Благодаря сравнительно низкому удельному электрическому сопротивлению (~0,1 мкОм м) технически чистое железо используется в основном для магнитопроводов постоянного магнитного потока. Существенным недостатком технически чистого железа является его старение, то есть повышение коэрцитивной силы со временем за счет выделения тонко дисперсных частиц карбидов и нитридов. Очистка железа от примесей приводит к росту магнитной проницаемости и снижению коэрцитивной силы. Эти преимущества особенно ярко проявляются в слабых полях, то есть в полях используемых в радиоэлектронике и измерительных устройствах
Материалы с высокой магнитной проницаемостью. Пармеллои.
Для получения стали с высокой магнитной проницаемостью и малыми потерями необходимо совпадение направлений. Для того чтобы получить магнитную текстуру применяют холодную прокатку с большими обжатиями и последующий отжиг при температуре 900-1000оС. В ходе холодной деформации происходит ориентация зерен, а при отжиге идет рекристаллизация, приводящая к снижению плотности дислокаций и росту зерен. Текстурованную сталь называют также холоднокатаной. Холоднокатаная сталь в 1,5 раза дороже горячекатаной, но потери в ней вдвое ниже. Важно иметь в виду, что для эффективного использования текстурованной электротехнической стали магнитный поток должен проходить вдоль направления легкого намагничивания.
|
|
|
Увеличение межатомных расстояний между атомами переходных металлов вследствие легирования, приводит к снижению магнитной анизотропии. Поэтому для достижения максимальной магнитной проницаемости используют сильно легированные сплавы. Примером могут служить пермаллои.
Пермаллоями называют сплав железа и никеля. При этом различают низконикелевые пермаллои и высоконикелевые пермаллои. Низконикелевые пермаллои содержат 45-65% Ni, высоконикелевые пермаллои - 76-80% Ni. Для низконикелевых пермаллоев характерны более высокое удельной электросопротивление и повышенная индукция насыщения, однако, магнитная проницаемость низконикелевых пермаллоев ниже магнитной проницаемости высоконикелевых пермаллоев. Важно отметить, что индукция насыщения высоконикелевых пермаллоев ниже индукции насыщения низконикелевых пермаллоев. Это обстоятельство связано с тем, что магнитный момент иона никеля ниже магнитного момента иона железа.
|
|
|
30. Процессы при намагничивании ферромагнетиков. Кривая намагничивания.
Зависимость индукции от напряженности внешнего магнитного поля - кривая намагничивания. 
При помещении ферромагнетика во внешнее магнитное поле векторы намагниченности каких-либо доменов окажутся совпавшими или близкими к совпадению с вектором напряжённости внешнего магнитного поля. Энергия таких доменов будет минимальной, тогда как энергия всех остальных доменов повысится. Для понижения энергии системы начинается рост благоприятно ориентированных доменов, то есть их границы смещаются. Но структурные неоднородности материала препятствуют смещению границ доменов (являются точками закрепления границ доменов) и границы изгибаются под действием внешнего поля. Изгиб границ энергетически не выгоден, поскольку приводит к увеличению их поверхности, поэтому при отключении внешнего поля границы вновь выпрямляются и намагниченность исчезает. Таким образом, при малых значениях напряженности внешнего поля реализуется участок обратимого намагничивания или область Релея (I).
При дальнейшем увеличении напряженности внешнего поля изгиб границ становится настолько большим, что энергия изогнутых границ совпадает с энергией границ оторвавшихся от точек закрепления. Дальнейший изгиб границ становится энергетически невыгодным, границы отрываются от точек закрепления и скачками перемещаются до следующего ряда точек закрепления. При этом наблюдается участок резкого роста индукции или область скачков Баркгаузена (II).
После того, как смещение границ доменов приведет к тому, что благоприятно ориентированные домены заполнят весь объем кристалла, начнется рост намагниченности за счет поворота магнитных моментов атомов из направления легкого намагничивания в направления трудного намагничивания. Поскольку поворот магнитных моментов энергетически не выгоден, то для его осуществления требуется высокая напряженность внешнего поля. Таким образом, реализуется участок замедленного намагничивания (III).
После того, как все магнитные моменты атомов будут направлены по внешнему полю, прироста намагниченности происходить не может, а рост индукции происходит за счет роста напряженности магнитного поля как в парамагнетиках. Наблюдается участок насыщения или область парапроцесса (IV).
Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 546; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!