МТМ для постоянных магнитов

Постоянные магниты используются в измерительных приборах (магнитоэлектрические амперметры, вольтметры, омметры, магнитометры), в электрических машинах (синхронные генераторы, двигатели постоянного тока), в радиоприемных устройствах и акустических ап­паратах, устройствах техники связи, в электровакуумных и ферритовых устройствах СВЧ (лампы бегущей волны, гетеродинные лампы об­ратной волны, вентили), регулирующих устройствах (поляризованные реле, регуляторы напряжения, температуры, давления), промышленных устройствах (магнитные сепараторы, магнитные муфты и др.), бытовых приборах (магнитные замки, магнитные инструменты).

Основные параметры магнитотвердых материалов;

- максимальная удельная энергия W_m (ВН/2), которая лежит в диа­пазоне 1-200 кДж/м³;

- коэрцитивная сила H_с (5-5000 кЛ/м);

- остаточная индукция В_r;

Сплавы на основе Fe-Ni-Al и Fe-Ni-Co-Al имеет наибольшее распространение и составляют примерно 80% всех потребляемых МТМ. У этих сплавов W_m = 3,6-40 кДж/м³, Н_с = 40-180 кА/м, B_r = 0,43-1,4 Tл.

Высококоэрцитивное состояние этих сплавов объясняется меха­низмом твердения. При высоких температурах (1200-1300° С) благодаря большой растворимости компонентов сплавы Fe-Ni-Al находятся в од­нородном состоянии. При медленном охлаждении сплавов до определен­ной температуры происходит распад твердого раствора на две фазы (β₁ и β₂): фаза β₁ близка по составу к чистому Fe, т.е. сильномаг­нитна, ее выделения имеют форму пластинок однодоменной толщины; фаза β₂ слабомагнитна. Таким образом, получается система в виде немагнитной матрицы β₂ с однодоменными сильномагнитными включени­ями β₁. Материалы с такой структурою имеют большую коэрцитивную силу, так как намагничивание происходит восновном за счет процес­сов вращения.

В зависимости от режима термической обработки коэрцитивная сила сплавов на основе Fe-Ni-Al может меняться в сотни раз, так как режимы термической обработки подбираются таким образом, чтобы получить оптимальную форму, размер и распределение частиц, выделя­вшихся при распаде твердого раствора.

Недостатки сплавов этой группы: плохие механические свойства, высокая твердость и хрупкость, что значительно осложняет механи­ческую обработку.

Легко обрабатываются (штампуются, режутся ножницами, обраба­тывается на металлорежущих станках) пластически деформируемые сплавы Cu-Ni-Fe различного состава и викаллой Co-V-Fe (50% Со, 8-15% V, остальное Fе).

Сплавы на основе благородных металлов характеризуется очень высокими значениями коэрцитивной силы. В результате специальной термической обработки получен сплав Pt-Co, магнитные свойства ко­торого достигает значений W_m = 90 кДж/м³, Н_с = 400 кА/м, B_r = 0,7 Тл. Так как эти сплавы дороги, их в основном используют для сверхмини­атюрных магнитов массой в несколько миллиграмм.

Порошковые МТМ, получаемые путем прессования порошков с пос­ледующей термообработкой методами порошковой металлургии, исполь­зуются для изготовления мелких изделий сложной конфигурации со строго выдержанными размерами.

Металлокерамические магниты прессуются без связующего матери­ала и спекаются при высокой температуре. Для различных марок металлокерамических магнитов W_m = 3-16 кДж/м³, H_c = 24-128 кА/м, B_r = 0,48-1,1Тл, т.е. по магнитным свойствам они уступают литым маг­нитам, что обусловлено повышенной пористостью. Удорожание из-за введения в технологическую цепочку измельчения и спекания компенсируется увеличением механической прочности металлокерамических магнитов в 3-6 раз по сравнению с литыми и уменьшением отходов при конечной размерной обработке.

Металлопластические магниты изготавливают как и металлокерамические из металлических порошков, но прессуют вместе с изолиру­ющей связкой (например с фенольной смолой), затем нагревают до 120-180° С и выдерживают при этой температуре для полимеризации связующего компонента. Механические свойства у этих магнитов в несколько раз выше, чем у литых, а магнитные - значительно ниже из-за большого содержания неферромагнитного компонента.

Магнитотвердые ферриты имеют большие значения коэрцитивной силы, достигающие у некоторых марок 240 кА/м, и W_m = 10-18 кДж/м³. Недостатки ферритов - плохие механические свойства (высокая хруп­кость и твердость) и температурная нестабильность параметров.

Дата добавления: 2015-10-21