Магнитомягкие материалы

Технически чистое железо и электротехнические стали

Технически чистое железо содержит менее 0.05% углерода и минимальное количество примесей других элементов. Низкоуглеродистая электротехническая сталь ("армко-железо") выпускается также в виде электролитического и карбонильного железа. Последнее получается из порошка путем конденсации газообразного пентакарбонила железа Fe(Cо)₅. В таблице отражены основные магнитные характеристики железа.

Материал	m	Hc, А/м	Bs, Тл	r, мкОм^.м
начальная	максимальная
Технически чистое железо	250-400	3500-4500	50-100	2.18	0.1
Электролитическое железо				2.18	0.1
Карбонильное железо	2000-3000	20000-21500	6.4	2.18	0.1

Электротехнические стали – сплавы железа с 0.5-5% кремния. Кремний действует как раскислитель, связывая вредные газы, увеличивает удельное сопротивление. В обозначении марок электротехнических сталей используются четыре цифры, обозначающие: первая - структурное состояние и вид прокатки: 1 – горячекатанная изотропная; 2 – холоднокатанная изотропная; 3 – холоднокатанная анизотропная с ребровой текстурой; вторая – содержание кремния в весовых процентах – классы 0, 1, 2, 3, 4, 5 с содержанием кремния от 0.4% для класса 0 до 3.8 – 4.8% для класса 5; третья, четвертая – гарантированные удельные потери и магнитная индукция.

Магнитомягкие ферриты

Это химические соединения окисла железа Fe₂O₃ с окислами других металлов. Монокристаллические ферриты выращивают в печах по методу Вернейля: исходную шихту просыпают через водородно-кислородную плазму, частички порошка, проходя через пламя, расплавляются и затем кристаллизуются на затравочном кристалле, который постепенно вытягивается вниз. Более широко распространены поликристаллические ферриты изготовляемые по керамической технологии с применением двукратного обжига в окислительной среде (в воздухе).

В качестве магнитомягких ферритов применяют никель-цинковые и марганец-цинковые ферриты, представляющие собой твердые растворы замещения, образованные простыми ферритами NiFe₂O₄ и MnFe₂O₄, являющиеся ферромагнетиками с немагнитным ZnFe₂O₄.

Маркировка. Стоящее впереди число указывает номинальное значение μ_н. Следующие за числом буква Н или В означают соответственно низкочастотный или высокочастотный материал. Далее следует буква, указывающая состав феррита: М — марганец-цинковый, Н — никель-цинковый. Например, 2000НМ – низкочастотный марганец-цинковый феррит с μ_н = 2000.

Пермаллои и альсиферы

Пермаллои — железоникелевые сплавы с высокой проницаемостью в слабых полях. Существуют низконикелевые (40-50% Ni) и высоконикелевые (72-80 % Ni). На рисунке 8.5 показаны характеристики пермаллоев с различным содержанием никеля.

Рис. 8.5 - Магнитные характеристики пермаллоев в зависимости от содержания Ni показана качественная μ (для зависимость)

Альсиферы – сплавы Al-Si-Fe, оптимальный состав (9.6% Si, 5.4% Al) имеет следующие свойства: μ_нач=35400; μ_макс=117000; Н_с =1.76 А/м. Это нековкий, с высокой твердостью хрупкий материал (легко размалывается в порошки).

Магнитодиэлектрики (МД)

МД состоят из мелкоизмельченного ферромагнетика, частицы которого изолированы и скреплены немагнитным материалом. В качестве ферромагнетика наиболее часто используют альсифер, карбонильное железо, пермаллой, в качестве связки как органические материалы такие как бакелит, полистирол, шеллак, так и неорганические - жидкое стекло, стеклоэмали и другие. Примеры магнитных характеристик промышленных магнитодиэлектриков показаны в таблице.

Дата добавления: 2015-11-30