страница - 11
1.5.1. Некоторые характеристики промышленных мягнитомягких материалов
Материал | Мнач | тах | Нс , А/м | Bs в поле Hs | р, Ом • м |
Технически чистое же- | 250 | 3500 - 4500 | 40 - 100 | 2,18 Тл | Ю-7 |
лезо | Hs =5 • 104А/м | ||||
Электрохимическая | 200 - 600 | 3000 - 8000 | 10-65 | 1,89 Тл | (6 - 2,5) Ю-7 |
сталь Пермаллои: | Hs = 3 • Ю4 А/м | ||||
низконикелевые (40 - 50 % Ni) | 2000 - 4000 | 15000 - 60000 | 5 - 32 | 1,3 - 1,6 Тл | (4,5 - 9) Ю-7 |
высоконикелевые (79 % Ni) | 15000 - 100000 | 70000 - 300000 | 0,65 - 4 | 0,7 - 0,75 Тл | (1,6 - 8,5) Ю-7 |
Ферриты: | |||||
никелъцинковые | 10 - 2000* | 40 - 7000 | 1700 - 8 | 0,2 - 0,35 Тл 0,15 - 0,46 Тл | ДО-8 - 10 |
марганеццинковые Магнитодиэлектрики | 700 - 20000* | 1800 - 35000 | 28 - 0,25 | - | |
на основе: | |||||
альсифера | 20 - 65 | - | - | - | |
карбонильного же- | 5 - 15 | - | - | - | |
леза | |||||
молибденового | 60 - 250 | - | - | - | |
пермаллоя |
*При/= 100 кГц
Обозначения: ДнаЧ, - соответственно начальная и максимальная магнитная проницаемость; Нс - коэрцитивная сила; Bs - индукция насыщения; Н5 - напряженность магнитного поля, при которой достигается р - удельное электрическое сопротивление
Магнитотвердые материалы (МТМ) обладают большой удельной магнитной энергией, отличаются большими значениями коэрцитивной силы Нс и остаточной индукции Вг
К МММ в соответствии с ГОСТ принято
относить материалы с Н* < 4 кА/м, к МТМ -
с Н* > 4 кА/м. Для промышленных МММ наименьшая
Нс < 0,4 А/м, а для МТМ наибольшая
Нс < 800 кА/м,
т.е. коэрцитивная сила отличается в 2 • 106 раз.
Значения основных магнитных характеристик некоторых промышленных МММ и МТМ представлены в табл. 1.5.1 и 1.5.2.
Данные, приведенные в таблицах, следует дополнить классификацией МММ по химическому составу, который в значительной степени определяет технологию производства, свойства и области применения материала.
Технически чистое железо является дешевым магнитным материалом, хорошо поддающимся механической обработке и имеющим высокие магнитные свойства в постоянных магнитных полях.
1.5.2. Некоторые характеристики промышленных мдгннтотвердых материалов
Материал | Яг,Тл | Н* у кА/м | Дж/мЗ | (ВхН) Тл А/м |
Магнитные стали Альнико | 0,8 - 1,0 0,5 - 1,33 | 4,64 - 13,6 40 - 87 | 960 - 2500 | 7200 - 52800 |
Ферриты: бариевые кобальтовые | 0,18 - 0,36 0,24 - 0,28 | 112 - 232 128 | 2800 - 14000 5600 - 7200 | - |
Платинакс Соединения редкоземельных металлов Викаллой Кунико, кунифе | 0,3 - 0,5 0,85 - 0,9 0,9 - 0,95 0,34 - 0,73 | 208 - 240 600 - 700 24 - 38 21 - 57 | 0,016 70400 - 80000 4000 - 14000 2800 - 7400 | - |
Электротехнические стали обладают повышенной магнитной проницаемостью, небольшим значением Нс.
Пермалои - сплавы железа с никелем или железа с никелем и кобальтом, легированные молибденом, хромом. Имеют очень высокую магаитную проницаемость уже в слабых магнитных полях и предельно малые значения коэрцитивной силы. Недостатками являются большая чувствительность к механическим напряжениям, пониженные значения индукции насыщения.
Пермендюр - сплав железа с кобальтом, имеющий повышенную магнитную индукцию насыщения.
Перминвар - сплав железа с никелем и кобальтом, отличающийся постоянством магнитной проницаемости в широком диапазоне напряженности поля.
Низкочастотные ферриты представляют собой системы оксидов NiO-ZnO-Fe203 (никель-цинковые) или MnO-ZnO-Fe203 (марганцево-цинковые) с присадкой оксидов других металлов, имеют высокую магнитную проницаемость.
Высокочастотные никель-цинковые ферриты имеют значительно меньшую магнитную проницаемость, большую температурную стабильность и меньшие значения тангенса угла потерь tg8.
Объектом магнитных измерений являются также слабомагнитные материалы, стали и чугуны.
К слабомагнитным материалам относятся дна-, пара- и антиферромагнетики, в том числе металлы и соединения, к которым предъявляются требования отсутствия магнитных примесей.
Слабоферромагнитные сплавы на основе железа должны отвечать требованиям "немагаитности", высокой механической прочности и антикоррозионной стойкости. Этими свойствами обладают хромоникелевые стали и некоторые другие сплавы. Относительная магнитная проницаемость слабоферромагнитных сталей находится в пределах 1,01 - 10, коэрцитивная сила 1-10 кА/м при низкой остаточной индукции.
Наиболее важными и широко используемыми в машиностроении металлическими материалами являются стали и чугуны. В их производство интенсивно внедряют средства и методы магнитного и электромагнитного контроля. В основе этих методов лежит зависимость магнитных свойств от изменений структуры стали и чугуна в процессе обработки. Характерные диапазоны изменения основных магнитных параметров чугунов и сталей: коэрцитивная сила 0,05 - 14 кА/м, максимальная магнитная проницаемость 20 - 5500, намагниченность насыщения 700 - 1700 кА/м.
Кривая нямялшливания. Ферромагнетик в отсутствие внешнего магнитного поля разбит на области (домены), разделенные границами толщиной примерно 10"7 м (для железа). В размагниченном состоянии, несмотря на намагниченность каждого домена до насыщения, суммарный магнитный момент равен нулю. Под действием магнитного поля в ферромагнетике происходит изменение величины проекций магнитных моментов отдельных доменов на направление поля, и ферромагнетик приобретает суммарный магнитный момент, отличный от нуля.
Зависимость намагниченности М (магнитного момента единицы объема) от величины приложенного магнитного поля Н носит название кривой намагниченности (рис. 1.5.1).Зависимость не является линейной и определяется соотношением
Л/=»# (Я=ца#),
где щ - абсолютная магнитная проницаемость.
На практике удобнее пользоваться относительной величиной магнитной проницаемости
И = /0 где Щ) = 4 ♦ Ю-7 Гн/м.
В дальнейшем будем пользоваться относительными магнитными проницаемостями.
Кривая намагничивания зависит от исходного магнитного состояния. Если исходное состояние соответствует размагниченному, то кривая намагничивания носит название основной или первоначальной. Размагниченное состояние достигается нагревом выше температуры Кюри. Состояние, близкое к естественно размагниченному, может быть получено путем циклического премагничивания с плавно убывающей амплитудой магнитного поля.
Кривую намагничивания можно разбить на пять участков (рис 1.5.1, а).
Участок I характеризуется постоянной восприимчивостью (проницаемостью), т.е.
айнач = М/Н = const (Инач = В / \хН = const).
Величину авдочЛдо,) называют начальной восприимчивостью (проницаемостью). Намагничивание на этом участке осуществляется за счет обратимого упругого сечения доменных границ.
На участке II (область Рэлея) намагничивание осуществляется за счет доменных границ. Для этой области кривой намагничивания справедлив закон Рэлея для намагниченности
Л/=ЖнаЧЯЯ2,(1.5.1)
где Ь - коэффициент Рэлея. Второй член учитывает необратимые процессы при намагничивании.
Участок III характеризуется высоким значением магнитной восприимчивости (проницаемости). Намагниченность меняется большими скачками Баркгаузена, вызванными необратимым смещением доменных границ.
На участке IV восприимчивость постепенно уменьшается. Намагничивание осуществляется за счет вращения векторов спонтанной намагниченности в направлении внешнего магнитного поля. Работа по повороту векторов затрачивается против энергии кристаллографической анизотропии. Процессы вращения происходят преимущественно обратимо. Для участка IV справедлив закон приближения к насыщению:
М = М,
в
н н
я3 )
(1.5.2.)
где Ms - намагниченность насыщения; свл - восприимчивость парапроцесса; А, В, С ... - постоянные коэффициенты, определяющие вклад различных структурных факторов, влияющих на процесс намагничивания.
Выражение (1.5.2) справедливо для полей, при которых ферромагнетик намагничен до технического насыщения.
На участке V процессы смещения и вращения закончены. Незначительное увеличение намагниченности связано с дополнительной ориентацией спиновых Магнитных моментов в направлении приложенного поля. Характер процессов намагничивания отражает также зависимость магнитной восприимчивости (проницаемости) от напряженности магнитного поля (рис. 1.5.1, б). Магнитная проницаемость В / \хН имеет два значения \хшч и
Umax, часто встречающиеся при описании магнитных свойств. Значение начальной магнитной проницаемости
1 В
Мнач=- Km —.
ц0 я-»о#
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]