Материалы специализированного назначения
Специальные ферромагнетики. К таким м-лам можно отнести
1). сплавы, отличающиеся незначительным изменением маг. проницаемости при изменении напряженности поля,
2). сплавы с сильной зависимостью маг. проницаемости от т-ры,
3). сплавы с высокой магнитострикцией,
4). сплавы с особо высокой индукцией насыщения.
1).К ним относится сплав, получивший название перминвара. Перминвар представляет собой тройной сплав Fe-Ni-Co с содержанием этих компонентов соответственно 25, 45 и 30%. Перминвар имеет небольшую коэрцитивную силу, начальная маг. проницаемость перминвара равна 300 и сохраняет постоянное зн-е в интервале напряженности поля 250 А/м при индукции 0,1 Т. Перминвар недостаточно стабилен в маг. отн-нии, чувствителен к влиянию т-ры и мех. напряжениям. Более удовлетворительной стабильностью маг. проницаемости отличается сплав, именуемый изопермом, в состав которого входят железо, никель и алюминий или медь.
2).К ним относятся термомагнитные сплавы на основе Ni-Cu, Fe-Ni или Fe-Ni-Cr. Указанные сплавы применяются для компенсации темпер. погрешности в установках, вызываемой изменением индукции пост. магнитов или изменением сопротивления проводов в магнитоэл. приборах по сравнению с тем зн-ем, при котором производилась градуировка.
3). К ним относятся сплавы с высокой магнитострикцией (системы Fe-Pt, Fe-Co, Fe-Al). Явление магнитострикции используется в генераторах звуковых и ультразвуковых колебаний. Магнитострикционные вибраторы применяются в технолог. установках по обработке ультразвуком хрупких и твердых м-лов, в дефектоскопах, а также устройствах преобразования мех. колебаний в электрические и т.п.
4). К ним относятся железокобальтовые сплавы, обладающие особо высокой индукцией насыщения, до 2,4 Т, т.е. большей, чем у всех известных ферромагнетиков; уд. эл. сопротивление таких сплавов невелико.
Ферриты. Они представляют собой маг. керамику с незначительной электронной электропроводностью. Большое уд. сопротивление, превышающее уд. сопротивление железа в 106-1011 раз, а следовательно, и относительно небольшие потери энергии в области повышенных и высоких частот наряду с достаточно высокими маг. св-вами обеспечивают ферритам самое широкое применение при повышенных и высоких частотах.
Ферриты, обладающие наиболее интересными маг. св-вами и нашедшие тех. применение, представляют собой, как правило, твердые р-ры нескольких простейших соединений, в том числе и немагнитных.
Ферриты имеют относительно большую диэл. проницаемость, зависящую от частоты и состава ферритов. С повышением частоты диэл. проницаемость ферритов падает.
В настоящее время находят применение следующие группы смешанных ферритов: марганец-цинковые, никель-цинковые и литий-цинковые.
Для запоминающих устройств счетно-вычислительной техники особенный интерес представляют ферриты, обладающие прямоугольной формой гистерезиса.
Магнитодиэлектрики представляют собой одну из разновидностей маг. м-лов, предназначенных для использования при повышенных и высоких частотах, т.к. они хар-ся большим уд. эл. сопротивлением, а следовательно, и малым тангенсом угла маг. потерь. Магнитодиэлектрики хар-ют эффективной маг. проницаемостью, которая всегда меньше μ ферромагнетика, составляющего основу данного магнитодиэлектрика. Маг. проницаемость магнитодиэлектриков практически неуправляема внешним маг. полем. В связи с широким выпуском ферритов различных марок, обладающих рядом преимуществ по сравнению с магнитодиэлектриками, последние потеряли свое тех. зн-е и сохранили ограниченные области применения.
Конструкционные чугуны и стали. Эти м-лы, применяемые в электромашиностроении, аппаратостроении, приборостроении, должны отличаться высокими мех. св-ми и достаточно широкими технол. возможностями. в отношении маг. св-в их можно разделить на материалы магнитные и материалы немагнитные. К первым могут быть отнесены серый чугун, углеродистые и легированные стали, ко вторым – немагнитные стали и немагнитный чугун.
МАГНИТНО-ТВЕРДЫЕ МАТЕРИАЛЫ
По составу, состоянию и способу получения м.т.м. подразделяются на :
1) Легированные стали, закаливаемые на мартенсит,
2) Литые магнитно-твердые сплавы,
3) Магниты из порошков,
4) Магнитно-твердые ферриты,
5) Пластически деформируемые сплавы и магнитные ленты.
1) Данные стали являются наиболее простым и доступным материалом для постоянных магнитов. Они легируются добавками вольфрама, хрома, молибдена, кобальта. Мартенситные стали начали применять для производства постоянных магнитов раньше всех других м-лов. В настоящее время они имеют ограниченное применение ввиду их невысоких магнитных св-в, но полностью от них не отказываются, т.к. они дешевы и допускают мех. обработку на металлорежущих станках.
2) Большую маг. энергию имеют тройные сплавы Al-Ni-Fe, которые раньше называли сплавами альни. При добавлении кобальта или кремния в эти сплавы их маг. св-ва повышаются.
Сплав альни с добавкой кремния называли альниси, сплав с кобальтом – альнико, а сплав альнико с наибольшим содержанием кобальта – магнико. Недостатком сплавов типаальни, альнико и магнико является трудность изготовления из них изделий точных размеров вследствие хрупкости и твердости сплавов, допускающих обработку только путем шлифовки.
3) Невозможность получения особенно мелких изделий со строго выдержанными размерами из литых железоникельалюминиевых сплавов обусловила привлечение методов порошковой металлургии для производства постоянных магнитов. При этом следует различать металлокерамические магниты и магниты из зерен порошка, скрепленных тем или иным связующим (металлопластические магниты).
4)К ним относятся бариевый, кобальтовый и некоторые другиеэ наиболее известен бариевый феррит. Магниты из феррита бария имеют коэрцитивную силу, доходящую до 240кА/м, что превосходит коэрцитивную силу магнитов системы альни (87кА/м), однако по остаточной индукции и запасенное маг. энергии они уступают этим сплавам.
5)Для записи и воспроизведения звука могут быть использованы магнитно-твердые стали и сплавы, позволяющие изготовлять из них ленту или проволоку, биметаллические ленты из основы с нанесенным на нее сплавом – звуконосителем, если последний не обладает такими мех. св-вами, при которых из него можно изготовить ленту или проволоку, а также пластмассовые и целлюлозные ленты с нанесенными на их поверхность порошкообразным магнетитом или введенным в их объем в качестве носителя.