|
Читайте также: |
Чтобы использовать магнитную энергию постоянных магнитов, нужно в замкнутом магнитопроводе создать воздушный зазор определенного размера, тогда на образовавшихся концах возникнут полюсы, создающие размагничивающее поле с напряженностью Hd, снижающее В внутри магнита до Bd < Вr. На рисунке 8.6 кривая I — кривая размагничивания на участке гистерезисной петли, расположенной во втором квадранте и кривая 2 — кривая изменения магнитной энергии в воздушном зазоре.
Удельная энергия Wd магнитного поля в единице объема воздушного зазора
| Wd = Bd•Hd /2 [Дж/м3] | (8.9) |
где Bd и Hd принадлежат т. D, расположенной на кривой размагничивания.
При изменение величины воздушного зазора точка. D будет перемещаться на кривой размагничивания. Если зазор между полюсами отсутствует, то Bd = Вr, а Wd → 0, так как Hd = 0. Если зазор очень велик, то Wd → 0, так как Bd =0, а Hd = Hс. При некоторых значениях Bd и Hd, равных наибольшим значениям (Bmах и Hmах), удельная магнитная энергия достигнет максимального значения W м
| Wм=(BH)mах/2 | (8.10) |
Рис. 8.6. а - кольцевой сердечник, б - зависимость магнитной энергии (Эd) от индукции B
Легированные мартенситные стали
Легирование высокоуглеродистых сталей W, Мо, Сr или Со и последующая термообработка для создания мартенситной структуры приводят к возникновению большого количества внутренних напряжений, дислокаций и других дефектов, из-за этого происходит максимальное деформирование кристаллической решетки и повышается Hс материала. Обладают низкими магнитными свойствами, но сравнительно дешевы и допускают механическую обработку на металлорежущих станках. Величина Br ≥0.8 – 1.0 Тл, Hс ≥7.16 – 12 кА/м, Wм =1 – 4 кДж/м3.
Сплавы на основе железа - никеля - алюминия
Это тройные сплавы системы Fe—Al—Ni. Высококоэрцитивное состояние этих сплавов достигается при концентрации никеля 20 – 33% и алюминия 11 – 17%. Магниты из этих сплавов изготавливают методом литья. Маркировка буквы Ю и Н, означают алюминий и никель соответственно, затем идут буквы легирующих элементов: Д — медь, К — кобальт, С — кремний, Т — титан, Б — ниобий. После буквы идет цифра, указывающая % содержание данного элемента. Буква А означает столбчатую кристаллическую структуру; АА — монокристаллическую структуру. Магнитные характеристики: Br ≥ 0.5 – 1,4 Тл, H с ≥ 36 – 110 кА/м, W ≥ 3.6 – 32 кДж/м3. У монокристаллических образцов Br ≥ 0.7 – 1.05 Тл, Hс ≥110 – 145 кА/м, Wм ≥ 18 – 40 кДж/м3.
Магнитотвердые ферриты
Магниты из магнитотвердых ферритов можно использовать при высоких частотах, что связано с высоким удельным сопротивлением. У бариевых ферритов, например ρ=104-107 Ом.м. Ферриты бария и стронция имеют гексагональную структуру с общей химической формулой МеО•nFе2О3, где Me — барий или стронций, n — коэффициент, изменяющийся в зависимости от марки от 4.7 до 6.0. Промышленность выпускает бариевые изотропные (БИ), бариевые анизотропные (БА) и стронциевые анизотропные (СА) магниты, получаемые прессованием в магнитном поле.
Ферриты кобальта имеют кубическую структуру с общей химической формулой СоО•Fe2O3 Магнитные свойства феррита кобальта анизотропного (КА) заметно хуже, чем анизотропных ферритов бария и стронция, и стоимость выше. Однако в диапазоне температур -70°С¸+80°С КА имеет температурный коэффициент Вr в 3 – 4 раза меньше, чем у ферритов бария и стронция.
Металлокерамические и металлопластические магниты
Металлокерамические магниты получают методом порошковой металлургии: из тонкодисперсных порошков сплавов системы Fe—Al—Ni, легированных Со, Si, Сu и др., прессуют изделия требуемой формы и размеров и при высокой температуре спекают. Полученные изделия содержат 3 – 5% по объему пор, которые понижают Вr и Wм на 10 – 20% по сравнению с магнитами из литых сплавов, но практически не влияют на Hс.
Металлопластические магниты получают прессованием тонкодисперсного порошка сплавов тех же систем, что и для металлокерамических изделий, смешанного с порошком диэлектрика. В образовавшемся изделии связующим (фазой-матрицей) является диэлектрик, наполнителем (прерывистой фазой) — магнитный порошок. Механические свойства металлопластических магнитов лучше, чем у литых сплавов, но магнитные свойства хуже, так как содержат до 30% по объему неферромагнитную фазу из диэлектрика: Вr меньше на 35 – 50%, Wм — на 40 – 60%.
Пластически деформируемые сплавы
Это сплавы систем Cu—Ni—Fe (Сu 60%, Ni 20%, Fe 20%), называемые кунифе, Со—Ni—Си (Со 45%, Ni 25%, Сu 30%) - кунико, Fe-Co-Mo (Fe 72%, Со 12%, Mo 16%) – комоль, V—Со — Fe (V 11%, Со 52%, Fe 37%) — викаллой и др. Все эти сплавы до термической обработки обладают хорошими пластическими свойствами и могут подвергаться всем видам механической обработки. Благодаря мелкодисперсной структуре, их магнитные свойства несколько лучше, чем у легированных мартенситных сталей. Сплавы приобретают магнитные свойства только после холодной деформации на 70—90% (прокатка, волочение) и последующей термообработки, после чего они приобретают магнитную анизотропию. Магнитные свойства этих сплавов: Br ≈ 0.9 – 1.25 Тл, Hс ≥ 12 – 55 кА/м, Wм≈3 – 19 кДж/м3. Основной их недостаток — высокая стоимость.
Сплавы на основе редкоземельных металлов (РЗМ)
Сплавы на основе РЗМ обладают очень высокими значениями Нс и Wma x. Наибольший интерес представляют соединения RCo5 и R2Co17, где R – редкоземельный металл. Для бинарных соединений этой группы Wmax = 190 кДж/м3, для тройных сплавов типа R2(Co1-xFex), где x < 0.6 на основе самария и празеодима Wmax = 240 кДж/м3. Магниты из этих сплавов получают спеканием из порошков. Основной недостаток: низкие механические свойства (высокая хрупкость) и высокая стоимость.
5.4 Пермендюр.
Сплав Fe – Co (50%) – ванадий (1,8%). Обладает высокой индукцией насыщения В3 = 2,45 Тл. При введение кобальта изменяется расстояние между атомами и увеличивается при намагничивании суммарно ММ в единице объема. Легированный ванадием улучшает технологические свойства: легче обрабатывается в холодном состоянии. Недостатки: высокая стоимость и низкая =18*10-6 Ом*см. Нередко используются ферромагнетики при наличии постоянного и переменного поля. Тогда перемагничивание осуществляется по небольшому частному циклу. Изменение переменной составляющей соответствует при подмагничивании изменению индукции. Свойства в таком характеризуются обратимой.
| обр. = 1/о*(/). |
Имеет значение также В25 при Н = 2500 А/м = 25 А/см.
Пермендюр при наличии сильного постоянного поля обладает высокой и стабильной обр.
Использование: сердечники в измерительных приборах, работающие с подмагничиванием, в магнитных осциллографах, в динамических громкоговорителях.
Перминвар. (железоникелевокобальтовые сплавы).
Например: 25% Со, 45% Ni.
После специальной термообработки (кратковременного отжига при t = 1000оС или длительного при 450оС) приобретают постоянное значение н и малые потери на гистерезис в слабых полях. Изменение Н от) до 120 – 160 А/м приводит к увеличению не более 1% при абсолютном ее значении 3,8*10-5Тл/м. Такой материал в слабых полях обладает настолько узкой петлей гистерезиса, что она сливается в одну линию. По мере увеличения поля петля расширяется. Свойства перминвара сильно зависят т термообработки:
· при быстром охлаждении от точки Кюри появляется крутая петля в слабых и сильных полях.
· При длительном отжиге ниже точки Кюри – безгистерезисное перемагничивание в слабых полях, в средних перетянутая форма, в сильных перетянутость исчезает.
· При отжиге в магнитном поле – ППГ.
Перминвары обладают большой амплитудной стабильностью и значительной магнитной нестабильностью.
Дата добавления: 2015-11-30; просмотров: 27 | Нарушение авторских прав