БОЛЬШАЯ СОВЕТСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ, БСЭ БОЛЬШАЯ СОВЕТСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ, БСЭ
Навигация:

Библиотека DJVU
Photogallery

БСЭ

Статистика:


Магнитно-мягкие материалы

Значение слова "Магнитно-мягкие материалы" в Большой Советской Энциклопедии


Магнитно-мягкие материалы, магнитные материалы, которые намагничиваются до насыщения и перемагничиваются
в относительно слабых магнитных полях напряжённостью Н ~ 8—800 а/м (0,1—10 э). При температурах ниже Кюри точкиармко-железа, например, до 768 °С) М.-м. м. спонтанно намагничены, но внешне не проявляют магнитных свойств, так как состоят из хаотически ориентированных намагниченных до насыщения областей (доменов). М.-м. м. характеризуются высокими значениями магнитной проницаемости — начальной ma ~ 102—105 и максимальной mmax ~ 103—106. Коэрцитивная сила Hc М.-м. м. колеблется от 0,8 до 8 а/м (от 0,01 до 0,1 э), а потери на магнитный гистерезис очень малы ~ 1—103 дж/м2 (10—104 эрг/см2) на один цикл перемагничивания. Способность М.-м. м. намагничиваться в слабых магнитных полях обусловлена низкими значениями энергии магнитной кристаллической анизотропии, а у некоторых из них (например, у М.-м. м. на основе FeNi, у некоторых ферритов) также низкими значениями магнитострикции. Это связано с тем, что намагничивание происходит в результате смещения границ между доменами, а также вращения вектора намагниченности доменов. Подвижность границ, способствующая намагничиванию, снижается в случае присутствия в материале различных неоднородностей и напряжений, изменяющих энергию границ при их смещении. Поэтому свойствами М.-м. м. обладают также магнитные материалы, имеющие значительную энергию магнитной кристаллической анизотропии, но в которых отсутствуют (вернее, присутствуют в малых количествах) вредные примеси внедрения (углерод, азот, кислород и другие), дислокации и другие дефекты, искажающие кристаллическую решётку, а также включения в виде других фаз или пустот размером существенно больше параметров решётки. Однако процесс вращения вектора намагниченности в таких материалах требует приложения более сильных полей. Получение таких малодефектных материалов связано с большими технологическими трудностями. К М.-м. м. принадлежат ряд сплавов (например, перминвары) и некоторые ферриты с малой энергией магнитной кристаллической анизотропии, но с хорошо выраженной одноосной анизотропией, которая формируется при отжиге материала в магнитном поле. Некоторые М.-м. м. (например, пермендюр) имеют слабую анизотропию, но большие значения магнитострикции.

  По назначению М.-м. м. подразделяют на 2 группы: материалы для техники слабых токов и электротехнической стали. Важнейшими представителями М.-м. м., применяемых в технике слабых токов, являются бинарные и легированные сплавы на основе Fe — Ni (пермаллои), имеющие низкую Hc» 0,01 э и очень высокие µa (до 105) и µmax (до 106). К этой же группе относятся сплавы на основе Fe — Со (например, пермендюр), которые среди М.-м. м. обладают наивысшими точкой Кюри (950—980 °С) и значением магнитной индукции насыщения Bs, достигающей 2,4· 104 гс (2,4 тл), а также сплавы FeAl и FeSi — Al. Для работы при частотах до 105 гц используются сплавы на Fe — Со — Ni основе с постоянной магнитной проницаемостью, достигаемой термической обработкой образцов в поперечном магнитном поле, которое формирует индуцированную одноосевую анизотропию (кристаллическая магнитная анизотропия при этом должна быть как можно меньше). Постоянство магнитной проницаемости (в пределах 15%) сохраняется при индукциях до 8000 гс и обеспечивается тем, что при намагничивании таких М.-м. м. процесс вращения является доминирующим. В области частот 104—108 гц нашли применение магнитодиэлектрики, представляющие собой тонкие порошки карбонильного железа, пермаллоя или альсифера, смешанные с кем-либо диэлектрической связкой.

  Широко применяются в технике слабых токов смешанные ферриты (например, соединение из цинкового и никелевого ферритов), а также ферриты-гранаты, кристаллическая структура которых одинакова с природными гранатами. Для них характерно исключительно высокое электрическое сопротивление и практическое отсутствие скин-эффекта. Ферриты-гранаты применяются при очень высоких частотах (если невелики диэлектрические потери).

  Магнитно-мягкие сплавы выплавляют в металлургических печах, для придания необходимой формы слитки подвергают ковке или прокатке. Ферриты получают спеканием окислов металлов при высоких температурах, изделия прессуют из порошка (для чего феррит размалывают) и обжигают. Из магнитно-мягких сплавов изготавливают сердечники трансформаторов (микрофонных, выходных, переходных, импульсных и других), магнитные экраны, элементы памяти ЭВМ, сердечники головок магнитной записи; из ферритов, кроме того, — магнитные антенны, волноводы и др.

  К электротехническим сталям относятся сплавы на основе железа, легированные Si (0,3—6% по массе); сплавы содержат также 0,1—0,3% Mn. Стали вырабатываются горячекатаные — изотропные, и холоднокатаные — текстурованные. Потери энергии при перемагничивании текстурованной стали ниже, а магнитная индукция выше, чем горячекатаной. Электротехнические стали применяют в производстве генераторов электрического тока, трансформаторов, электрических двигателей и др.

  Для улучшения магнитных свойств все холоднокатаные магнитно-мягкие сплавы и стали подвергают термической обработке (при 1100—1200 °С) в вакууме или в среде водорода. Сплавы Fe — Со, Fe — Ni и Fe — Al склонны упорядочивать структуру при температурах 400—700 °С, поэтому в этой области температур для каждого сплава должна быть своя скорость охлаждения, при которой создаётся нужная структура твёрдого раствора.

  К М.-м. м. специального назначения относятся термомагнитные сплавы, служащие для компенсации температурных изменений магнитных потоков в магнитных системах приборов, а также магнитострикционные материалы, с помощью которых электромагнитная энергия преобразуется в механическую энергию.

  В таблице приведены характеристики наиболее распространённых М.-м. м.
Основные характеристики важнейших магнито-мягких материалов


Марка материала

Основной состав, % (по массе)

Bs·103, гс

Tk, °C

r·106, ом·см

µa·103, гс/э

µmax·103, гс/э

Hc, э

Потери на гистерезис при
B = 5000 гс, эрг/см3

80 НМ (суперпермаллой)

80Ni, 5Mo, ост. Fe

8

400

55

100

1000

0,005

10

79 НМ (молибденовый пермаллой)

79Ni, 4Mo, ост. Fe

8

450

50

40

200

0,02

70

50 Н

50Ni, ост. Fe

15

500

45

5

40

0,1

150

50 НП1

50Ni, ост. Fe

15

500

45



100

0,1

600 (при
B = 15000 гс)

40 НКМП (перминвар прямоугольный)2

40Ni, 25Co, 4Mo,
ост. Fe

14

600

63



600

0,02

200 (при
B = 14000 гс)

40 НКМЛ
(перминвар линейный)3

40Ni, 25Co, 4Mo,
ост. Fe

14

600

63

2

2,0+
(<15%)





47 НК
(перминвар линейный)3

47Ni, 23Co, ост. Fe

16

650

20

0,9

0,90+
(<15%)





49 КФ–ВИ (пермендюр)

49Co, 2V, ост. Fe

23,5

980

40

1

50

0,5

5000

16 ЮХ

16Al, 2Cr, ост. Fe

7

340

160

10

80

0,03

100

10 СЮ

9,5Si, 5,5Al, ост. Fe

10

550

80

35

100

0,02

30

Армко-железо

100Fe

21,5

768

12

0,5

10

0,8

5000

Э 44

4Si, ост. Fe

19,8

680

57

0,4

10

0,5

1200

Э 330

3,5Si, ост. Fe

20

690

50

1,5

30

0,2

350

Ni–Zn феррит

(Ni, Zn) O·Fe2O3

2–3

500–150

1011

0,05–0,5



1,5–0,5



Mn–Zn феррит

(Mn, Zn) O·Fe2O3

3,5–4

170

107

1

2,5

0,6



Примечание: µa и µmax – начальная и максимальная магнитные проницаемости магнито-мягких материалов; Tk – температура Кюри; r – электрическое сопротивление; Hc – коэрцитивная сила; Bs, Br, Bm – индукция насыщения, остаточная и максимальная в поле 8–10 э.

1Кристаллически текстурирован. 2После обработки в продольном магнитном поле. 3После обработки в поперечном магнитном поле. 1 гс = 10–4 тл; 1 э = 79,6 а/м.

 

  Лит. см. при ст. Магнитные материалы.

  И. М. Пузей.

В Большой Советской Энциклопедии рядом со словом "Магнитно-мягкие материалы"

Магнитно-жёсткие материалы | Буква "М" | В начало | Буквосочетание "МА" | Магнитно-твёрдые материалы


Статья про слово "Магнитно-мягкие материалы" в Большой Советской Энциклопедии была прочитана 3780 раз


Интересное