|
| |
|
Главная Промышленность Ртах- -jf-  0 0,01 0,0 0,06 0,08 0,1 То/j щи на j мм Рис. 15.10. Влияние толщины проката на магнитные свойства пермаллоя 79НМ Значение р несколько ниже, чем у лепфо-ванных высоконикелевых сплавов, а Я-наоборот, выше. В связи с пониженным электрическим сопротивлением их используют при более низких частотах, нежели легированные высоконикелевые пермаллои. Представителем группы сплавов с высокой магнитной проницаемостью и повьппенным удельным электрическтш сопротивлением является пермаллой 50НХС. Леыфование хромом и кремнием увеличтает р сплава почти вдвое. Это позволяет использовать его в тех же изделиях, что и нелеыфованные пермаллои, но при несколько более высоких частотах. Особую группу составляют пермаллои с прямоугольной петлей гистерезиса (табл. 15.5), которые широко исполь- ТАБЛИЦА 15.5. Магнитные свойства сплавов с прямоугольной петлей гистерезиса (холоднокатаная лента)
зуют в вычислительной технике и устройствах автоматического управления. Отличительная особенность таких материалов-большая остаточная индукция В„ близкая к Bj. Коэффициент прямоугольности (а = = B/BJ у сплавов данной группы до-стш-ает 0,85 - 0,90 в поле напряженностью Я = 800 А/м. Существуют два способа получения материала с прямоугольной петлей гистерезиса: создание кристаллографической или магнитной текстуры. Как отмечалось выше, кристаллографическая текстура достетается посредством холодной пластической деформации при прокатке с большими степенями обжатия (см. гл. 4), магнитная текстура -путем охлаждения материала при закалке в магнитном поле (термомагнтггная обработка). Векторы намагниченности при такой закалке ориенттфуются вдоль поля. При последующем намагничивании в том же направлении вращение векторов отсутствует. Кристаллографическую текстуру можно создать в любом материале, способном пластически деформироваться. Магнитная текстура возможна только у некоторых сплавов, так как у чистых металлов (Fe, Ni, Со) она не наблюдается. Несмотря на большие практические достижения в области термомагнитной обработки, сущность этого явления недостаточно ясна. Преимущество метода термомагнитной обработки состоит в том, что прямоугольную петлю гистерезиса можно получить у ленты любой толщины и в любом направлении, а не только в направлении прокатки. У сплава 50НП прямоугольность петли достигается прокаткой, а у стшавов 65НП и 79НМП-путем обработки в магнитном поле (рис. 15.11). Сердечники, шготовленные ш аншотропных лент толщиной 3 мкм, могут работать при частотах 700 кГц, а при толщине 1,5 мкм-до 1 МГц. Такие ленты в основном изготовляют из сплава 79НМП.  Рис. 15.11. Петля гистерезиса сплава 65НП до (7) и после (2) обработки в магнитном поле Коэффициент прямоугольности этого сплава при таких толщинах составляет ~0,9. Из-за дороговизны тонких ленточных сердечников и невозможности прокаткой получить ленты толщиной менее 0,5 мкм разработаны методы получения тончайших пленок (10~ -10~* см) путем напыления таких сплавов в вакууме на подложку немагнитного металла. /1льсмеры-сплавы системы Fe-Al-Si не содержат дорогих или дефицитных легирующих элементов. Сплав оптимального состава 9,6% Si и 5,4% А1 имеет следующие свойства: ц„ = 44 мГн/м; = 146 мГн/м; = 1,76 А/м; \1дМ = 1,\ Тл; р = 0,81 мкОм-м. Сплав имеет нулевые значения К иХ,,и низкие потери на гистерезис. Практическому применению таких сплавов препятствуют высокие твердость и хрупкость, что делает их абсолютно недеформи-руемыми. Альсиферы обладают хорошими литейными свойствами, поэтому их применяют для изготовления фасонных тонкостенных отливок. Эти сплавы используют также для получения тонких порошков при изготовлении магнитодиэлектриков. Высокочастотные магнитно-мягкне материалы. При высоких частотах растут тепловые потери и тангенс угла потерь tg5, что сопровождается ухудшением магнитных свойств ферромагнетика-уменьшением магнитной проницаемости. Одним из эффективных способов снижения тепловых потерь является применение материалов с высоким электрическим сопротивлением-диэлектриков. К таким материалам относятся ферриты, играющие важную роль в современной электронике. Ферриты изготовляют спеканием оксидов. Удельное электрическое сопротивление их достигает 1012 Ом м, что определяет возможность использования их в области высоких радиочастот и сверхвысоких частот. По своим магнитным свойствам при небольших частотах они уступают ферромагнитным металлам и сплавам на их основе. Их относительная магнитная проницаемость ц невелика и изменяется в широком интервале значений-от нескольких тысяч до нескольких единиц; малая индукция насыщения < 0,4 Тл, относительно большая коэрцитивная сила 180 А/м, невысокие температуры точки Кюри О 300 °С ограничивают их рабочую температуру и ухудшают температурную стабильность свойств. К недостаткам ферритов относят их большую чувствительность к остаточным напряжениям, в том числе теплового и магнитострикционного происхождения. Они обладают всеми свойствами керамики: твердые, хрупкие, при спекании дают большую усадку. Обрабатывать их можно только алмазным инструментом. Свойства ферритов зависят от различных технологических факторов (размер и однородность порошков оксидов, удельные нагрузки при прессовании, температура спекания, режим охлаждения и др.). Все это затрудняет получение ферритов с заданными и повторяющимися свойствами. Ферриты спекают из двойных оксидов типа FeO • FczOj (см. п. 1.З.). Для повышения электрического сопротивления ион железа F в оксиде FeO заменяют двухвалентными ионами Zn, Мп, Ni, Mg. Кристаллическая решетка таких оксидов-шпинель (кубическая). Направлением легкого намагничивания является ребро куба. При замене Fe* ионами бария, стронция, свинца ферриты имеют решетку ГПУ, и направлением легкого намагничивания является любое направление в плоскости ху. Ферриты имеют доменную структуру с нескомпенсированными антипараллельными магнитными моментами ионов металла (ферримагнетики). В двойном оксиде FeO • ГсгОз в окта-и тетраэдрических порах решетки располагаются катионы трех- и двухвалентного железа. Между катионами, находящимися в разных порах, образуется антипараллельная ориентация магнитных моментов. Ферримагнетизм появляется тогда, когда сумма магнитных моментов ионов, расположенных в различных порах, неодинакова. Установлено, что у большинства шпинельных ферритов в октаэдрических порах расположено восемь ионов трехвалентного железа, а в тетраэдрических порах-остальные восемь ионов трехвалентного железа и восемь ионов двухвалентного металла: + [8FV + 8Fe+2]. (15.6) В результате магнитные моменты трехвалентных катионов железа, находящихся в разных порах, компенсируют друг друга и, если двухвалентный катион металла обладает собственным магнитным моментом, то возникает не-скомпенсированный магнитный момент. Магнитные свойства ферритов определяются их химическим составом (рис. 15.12). Немагнитный цинковый феррит, добавленный в никелевый феррит, понижает 6 и Я,, и резко увеличивает ц„ при определенном химическом составе, поэтому дозировка цинкового феррита должна быть очень точной. Магнитные свойства ферритов зависят от условий эксплуатации и, в первую очередь, от частоты перемагничива-ния. Предельно допустимая для мате- -20 -10 0,4 0,2 1,0 0,6
о го ы 60 во 100 ZnO-FezOj,% Рис. 15.12. Влияние содержания цинкового феррита в никелевом феррите на магнитные свойства последнего риала частота внешнего поля /р определяется частотой, при которой tgS не превьппает 0,1, а для некоторых изделий 0,02 (см. рис. 15.8,6). Допустимую рабочую температуру определяет температура точки Кюри, которая для никель-цинковых ферритов совпадает с точкой 6, а для марганцево-цинковых на 20 °С ниже. Вблизи точки 6 значение Цн резко падает (рис. 15.13), в особенности для ферритов с большим значением этой величины.  -100-SD О 50 100 ±°С Рис. 15.13. Влияние температуры нагрева на магнитную проницаемость никель-цинковых ферритов 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 [ 37 ] 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 |
