Литые высококоэрцитивные сплавы

Наибольшее распростра­нение получили магнитотвердые материалы на основе железоникель-алюминиевых и железоникель-кобальт-алюминиевых сплавов, ле­гированных различными добавками.

Высококоэрцитивное состояние сплавов Fe—Ni—A1 получается при концентрации никеля 20…33 % и алюминия 11…17 %. Для улучшения магнитных свойств сплавы обязательно легируются, легирование медью повышает коэрцитив­ную силу и улучшает механические свойства, но приводит к сни­жению остаточной индукции. Легирование кобальтом позволяет существенно улучшить коэрцитивную силу и повышает индукцию насыщения и коэффициент выпуклости. В качестве легирующих элементов используются также титан, кремний и ниобий. Коэрци­тивная сила H_cсплавов достигает 50 кА/м, а магнитная энергия (BH) - 12 кДж/м³.

Магнитотвердые материалы типа Al—Ni—Co представляют со­бой сплавы железа с никелем (12…26 %), кобальтом (2…40 %) и алю­минием (6…13 %), cодержащие, кроме того, с целью улучшения магнитных свойств, легирующие добавки меди (2…8 %),титана (О…9 %) и никеля (0…3 %). Сплавы, содержащие более 15 % ко­бальта, подвергают термомагнитной обработке, которая заключает­ся в охлаждении сплава от высоких температур 1250…1300°С в сильном магнитном поле, при этом возникает магнитная текстура и сплав становится магнитоанизотропным. Изотропные сплавы име­ют магнитную энергию W_max до 6 кДж/м³, анизотропные — до 16 кДж/м³.

5.5.2 Металлокерамические и металлопластические магниты

Они создаются методами порошковой металлургии, которые позволяют автоматизировать процесс производства, получать изделия по стро­го выдержанным размерам.

Металлокерамические магниты изготовляют из измельченных тонко дисперсионных порошков сплавов ЮНДК, а также сплавов Сu—Ni—Со, Си—Ni—Fe путем прессования и дальнейшего спекания при высоких температурах. Такой способ выгодно применять для производства мелких деталей или магнитов сложной конфигу­рации.

Так как металлокерамические магниты содержат поры, то их магнитные свойства уступают литым материалам. Как правило, пористость уменьшает остаточную индукцию B_г на 3÷5 % и магнит­ную энергию W_max (на 10…20 %) и практически не влияет на коэр­цитивную силу H_c Механические свойства их выше, чем литых маг­нитов. Металлопластические магниты изготовлять проще, чем металлокерамические, но свойства их хуже. Металлопластические магниты получают из порошка сплавов ЮНД или ЮНДК, сме­шанного с порошком диэлектрика (например, фенолоформальдегидной смолой). Процесс изготовления магнитов подобен процессу прессования пластмасс и заключается в прессовании под давле­нием 500 МПа, нагреве заготовок до 120…180°С для полимериза­ции диэлектрика.

Механические свойства металлопластических магнитов лучше, чем у литых, но магнитные свойства хуже, так как они содержат до 30% по объему неферромагнитного связующего диэлектрического материала: B_г меньше на 35…50 %, W_max — на 40…60 %.

Магнитотвердые ферриты

Наибольшее распространение полу­чили магнитотвердые материалы на основе бариевого феррита BaFe₁₂O₁₉ (BaO-6Fe₂O₃) и кобальтового феррита CoFe₂O₄ (CoO-Fe₂O₃). Бариевые магниты обладают большой магнитной анизотропией, которая наряду с мел­козернистой структурой приводит к повышенным значениям ко­эрцитивной силы до 350 кА/м. Промышленность выпускает барие­вые магниты двух типов: изотропные (маркировка БИ) и анизотроп­ные (БА). Технология производства магнитов БИ не отличается от технологии магнитомягких ферритов.

Особенность производства магнитов БА состоит в том, что после предварительного обжига путем мокрого помола приготовляется полужидкая масса порошка бариевого феррита, которая прессует­ся в сильном магнитном поле при откачке влаги. В результате в материале создается магнитная текстура, и он становится анизо­тропным.

Бариевые магниты обладают высокой стабильностью при воздей­ствии магнитных полей, вибрации и ударного воздействия, их мож­но использовать в магнитных цепях, работающих в высокочастот­ных полях, так как сопротивление бариевых магнитов велико (до 10⁶—10⁹ Ом×м). Бариевые магниты не содержат дефицитных мате­риалов и примерно в 10 раз дешевле магнитов из ЮНДК.

К недостаткам бариевых магнитов нужно отнести низкую оста­точную индукцию, высокую хрупкость и твердость, а также зна­чительную зависимость магнитных свойств от температуры. Кобаль­товые ферриты более температуростабильны.