Магнитомягкие материалы

Магнитомягкие материалы имеют малую коэрцитивную силу и высокую магнитную проницаемость (менее 800 А/м, а у лучших - менее 1 А/м). Они используются в качестве магнитопроводов, сердечников трансформаторов, электромагнитов, в электроизмерительных приборах. Магнитомягкие материалы должны пропускать максимальные магнитные потоки, иметь минимальные потери на перемагничивание (малые вихревые токи) и повышенное удельное сопротивление. К магнитомягким относятся следующие материалы.

  • • Электролитическое железо (цкр=600,Нс =30А/м, удельное электрическое сопротивление равно 0,1 мкОм • м) получают путем электролиза раствора Fe2(SO4)3 или FeCl3. Анодом служит чистое железо, а катодом - мягкая сталь. Осажденные слои толщиной от 4 до 6 мм измельчают в порошок в шаровых мельницах, подвергают вакуумному отжигу и переплавке в вакууме.
  • • Карбонильное железо (цкр= 2000-3000,Я.= 6,4А/м, удельное электрическое сопротивление составляет 0,1 мкОм • м) получают по реакции

Fe(CO)5 = Fe + 5СО (6.4)

Fe(CO)5 получают при взаимодействии Fe и СО при температуре 200 °C и давлении 150 атм. В порошке карбонильного железа отсутствуют Si, Р, S, но есть углерод.

  • • Электротехническая сталь (цкр= 200-600,Я = = 10-65 А/м, удельное электрическое сопротивление находится в пределах от 0,25 до 0,6 мкОм • м). Ее получают холодной прокаткой листов электротехнической стали и отжигом в интервале температур от 900 до 1 000 °C. Это приводит к сильной магнитной анизотропии ввиду текстурированности материала. Толщина листов составляет 0,05-1 мм. Она может иметь электроизоляционное покрытие. Применяется для ленточных сердечников трансформаторов, понижая их массу на 20^40 %.
  • • Сплавы пермаллои - это Fe-Ni-сплавы (содержание Ni от 40 до 80 %). Бывают двух видов, отличают по свойствам:
    • 1) И = 1500-4000, Нс = 5-32 А/м, удельное электрическое сопротивление находится в пределах от 0,45 до 0,9 мкОм • м;
    • 2) цкр= 7000-100 000, Нс = 0,65-5 А/м, удельное электрическое сопротивление находится в пределах от 0,2 до 0,8 мкОм • м.

Пермаллои 45Н, 50Н (содержат 45-50 % Ni) используют для изготовления сердечников трансформаторов, реле магнитных цепей. В них добавляют Со, Mn,Cr, Si, Си.

•Альсиферы (содержат 9,5 % Si, 5,6 % Al, остальное - Fe). Они тверды, хрупки, но не уступают по свойствам высоконикеле-вым пермаллоям. Используют для магнитных экранов, корпусов приборов (цкр= 35 400, Нс = 1,8 А/м, удельное электрическое сопротивление равно 0,8 мкОм • м). Альсиферы получают путем литья.

К высокочастотным магнитомягким материалам относят ферриты. Их удельное электрическое сопротивление в 103-1013 раз больше, чем у Fe. Получают ферриты в виде керамики и монокристаллов. Это оксидные материалы, в основном со структурой шпинели MeFe2O4. Ферритовую керамику получают по технологической схеме аналогично радиокерамике, но предъявляют более высокие требования к чистоте сырья, степени его дисперсности и активности. В ней отсутствует стекловидная фаза. Процессы массопере-носа происходят за счет диффузии. Исходные окислы измельчают и перемешивают, затем брикетируют или гранулируют. Далее проводят предварительный обжиг с целью ферритизации продукта. Затем снова измельчают и формуют с использованием пластификаторов (водный раствор поливинилового спирта, парафин). Далее проводят спекание в интервале температур от 1100 до 1400 °C в контролируемой газовой среде.

Ферриты являются твердыми и хрупкими материалами, допускают только шлифовку и полировку (исключена обработка резанием). Наиболее распространены твердые растворы замещения: Ni-Zn, Mn-Zn - ферриты; NiFe2O4, MnFe2O4 - ферримагнетики; ZnFe2O4 - немагнитен.

Марки ферритов: 6000НМ, 1000НН, 2000НМ1, 100ВЧ и пр. Здесь цифра означает магнитную проницаемость, буква Н означает «низкочастотный», М говорит о содержании марганца (Мп), вторая буква Н говорит о содержании никеля Ni, ВЧ означает «высо-частотный». Значение Н находится в пределах от 0,24 для относительно низкочастотных (до 50 МГц) до 1000 для высокочастотных, а удельное электрическое сопротивление находится в пределах от 0,1 до 107 мкОм • м. Применяются в сердечниках трансформаторов, контурных катушках, фильтрах, магнитных антеннах. Монокристаллы используют для магнитных головок записи и воспроизведения сигналов в магнитофонах (положительное качество - твердость к истиранию).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >