Магнитомягкие

По форме петли гистерезиса.

Неметаллические.

Металлические.

По составу.

Сильномагнитные (магнетики).

Слабомагнитные.

Диамагнитные материалы (диамагнетики) – это материалы ослабевают магнитное поле,μ_а<μ_о. Значение μ<1 и не зависит от напряжённости внешнего магнитного поля.

Инертные газы (гелий He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe, радон Rn), водород Н₂, органические соединения, медь Cu, цинк Zn, золото Au, свинец Pb, висмут Bi, галлий Ga, серебро Ag и др.

Парамагнитные материалы (парамагнетики) – это материалы не значительно усиливают магнитное поле, μ_а>μ_о. Значение μ>1 и не зависит от напряжённости внешнего магнитного поля.

Соли железа Fe, никеля Ni, кобальта Co, кислород О₂, окись азота NO, алюминий Al, платина Pt, празелжим Pr и др.

Ферромагнитные материалы (ферромагнетики) – это материалы значительно усиливают магнитное поле, μ_а>>μ_о. Значение μ>>1 и зависит от напряжённости внешнего магнитного поля.

Железо Fe, никель Ni, кобальт Co, сплавы на их основе, гадолий Gd, сплавы хрома и марганца, ферриты различного состава Me_nO_m+Fe₂O₃.

Железо Fe, никель Ni, кобальт Co, сплавы на их основе.

Ферриты различного состава Me_nO_m+Fe₂O₃.

Применение: сердечники и магнитопроводы электрических машин и аппаратов.

2.2.2 Магнитотвёрдые.

Применение: постоянные магниты, устройства памяти в вычислительной технике.

МАГНИТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ

1. Магнитная проницаемость(относительная) – показывает во сколько раз магнитное поле в материале сильнее или слабее чем в вакууме.

где μ_а – абсолютная магнитная проницаемость, показывает влияние материала на магнитное поле, Гн/м;

μ_о – абсолютная магнитная проницаемость вакуума, μ_о=4П·10⁷ Гн/м.

Чем большезначение μ, тем легче намагничивается материал.

2.Индукция насыщения В_s.

Если образец намагничивать, непрерывно повышая напряжённость магнитного поля Н, то магнитная индукция В тоже будет непрерывно возрастать по кривой намагничивания 1, от точки О и до В_s.

Чем больше значение В_s тем выше свойства магнитного материала.

3. Остаточная магнитная индукция В_r и коэрцитивная сила Н_с.

При уменьшении напряжённости Н магнитная индукция В также будет уменьшаться, но начиная с В_м её значения не будут совпадать со значениями начальной кривой намагничивания, и когда напряжённость магнитного поля станет равной нулю, в образце будет обнаруживаться остаточная магнитная индукция В_r.

Для размагничивания надо чтобы напряжённость магнитного поля изменила своё направление на обратное (-Н), и напряжённость поля, при которой индукция станет равной нулю, называют коэрцитивной силой Н_с.

Если дальше продолжать намагничивать в противоположном направлении, то снова будет наблюдаться индукция насыщения -В_s. При уменьшении напряжённости магнитного поля до равного нулю и снова в первоначальном направлении (+Н) индукция будет непрерывно увеличиваться до и индукции насыщения В_s. В результате образуется замкнутая петля, называемая статической петлёй гистерезиса.

До сих пор рассматривалось намагничивание в постоянном токе, при воздействии на материал переменного тока получают динамическую:

- магнитную проницаемость и кривую намагничивания, при низких частотах и малой толщине материала совпадают со статической;

- петлю гистерезиса, имеет несколько большую площадь, т.к. кроме потерь на гистерезис возникают потери на вихревые токи.

4. Коэффициент прямоугольности – характеризует степень прямоугольности петли гистерезиса.

Чем больше значение α_п, тем более прямоугольная петля гистерезиса.

У магнитных материалов, применяемых для запоминающих устройств в электронных вычислительных машинах α_п=0,98, а у других материалов значительно меньше.

5. Температура Кюри θ – температура, при которой магнитные свойства материала исчезают, и он не может быть намагничен.

Это обусловлено дезориентацией внутренних областей (доменов) намагничивания из-за интенсивного теплового движения атомов и молекул материала. У железа Fe θ=768 ⁰С.

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАГИНТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

1. Магнитомягкие материалы. Легко намагничиваются и размагничиваются.

Свойства зависят от химической чистоты, степени искажения кристаллической структуры и внутренних напряжений:

- большая начальная и максимальная магнитная проницаемость;

- малая коэрцитивная сила (‹4кА/м);

- малые потери на гистерезис, т.е. узкая петля гистерезиса.

1.1. Кремнистые стали(электротехническая сталь). Низкоуглеродистые стали (0,04% углерод С) 0,8-4,8% кремния Si.

Применение: холоднокатаные: сердечники электрических машин, трансформаторов и другие конструкции, где направление магнитного потока совпадает с направление прокатки; горячекатаные: сердечники электрических машин круглой формы.

1.2. Пермаллои. Пластичные железоникелевые сплавы:

а) низконикелевые пермаллои – 36-50% никеля Ni;

б) высоконикелевые пермаллои – 60-80% никеля Ni;

в) легированные пермаллои – молибден Мо, хром Cr, или медь Cu (для улучшения тех или иных свойств).

Свойства: чувствительны к механическим деформациям (резке, штамповке и др.), поэтому детали, подвергают дополнительной тепловой обработке – отжигу.

Применение: низконикелевые: сердечники реле, магнитных усилителей и малогабаритных трансформаторов; высоконикелевые: детали аппаратуры работающей на частотах несколько выше звуковых.

1.3. Альсиферы. Нековкие хрупкие сплавы 5,5-13% алюминия Al, 9-10% кремния Si, 77-85,5% железо Fe.

Применение: литые сердечники, работающие в диапазоне не более 20кГц, при более высоких частотах возникают большие потери на вихревые токи.

2. Магнитотвёрдые материалы. С большим трудом намагничиваются, а намагниченные могут несколько лет сохранять магнитную энергию, т.е. служит источниками постоянного магнитного поля.

Свойства:

- большая коэрцитивная сила (›4кА/м) и остаточная индукция;

- большие потери на гистерезис, т.е. широкая петля гистерезиса;

- уменьшение магнитного потока с течением времени – старение магнита: в результате вибраций, ударов, резкого изменения температуры обратимо; изменение структуры материала необратимо.

2.1 Мартенситные стали. Высокоуглеродистые стали (0,9-1,1% углерод С):

а) хромистые стали – 1,3-3,6% хрома Cr;

б) вольфрамовые стали – 5,2-6,5% вольфрама W, 0,3-0,5 хрома Cr;

в) кобальтовые стали – 5-17% кобальт Со, 1,2-1,7% молибден Мо, 8-10% хром Cr.

2.2 Железоникельалюминиевые сплавы. Сплав 20-33% никеля Ni, 11-17% алюминия Al, 50-69% железо Fe.

Свойства: большая твёрдость и хрупкость, не поддаются обычным методам механической обработки, можно обрабатывать только шлифованием.

2.3 Металлокерамические материалы. Материалы, получаемые прессование с дальнейшим спеканием порошков сплавов Fe-Ni-Al, Fe-Ni-Al-Co, Cu-Ni-Co, Cu-Ni-Fe и др.

Свойства:

- небольшая пористость, что несколько снижает магнитные характеристики;

- не требуют дополнительной обработки (шлифованием).

Применение: постоянные магниты.

ФЕРРИТЫ

Ферриты – это материалы, прилучаемые прессованием с дальнейшим спеканием порошкообразных смесей, состоящих из оксидов железа и специально подобранных других металлов.

Дата добавления: 2014-03-03; просмотров: 530; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!