Большая Советская Энциклопедия (МА) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 49

49

  Для улучшения магнитных свойств все холоднокатаные магнитно-мягкие сплавы и стали подвергают термической обработке (при 1100—1200 °С) в вакууме или в среде водорода. Сплавы Fe — Со, Fe — Ni и Fe — Al склонны упорядочивать структуру при температурах 400—700 °С, поэтому в этой области температур для каждого сплава должна быть своя скорость охлаждения, при которой создаётся нужная структура твёрдого раствора.

  К М.-м. м. специального назначения относятся термомагнитные сплавы , служащие для компенсации температурных изменений магнитных потоков в магнитных системах приборов, а также магнитострикционные материалы , с помощью которых электромагнитная энергия преобразуется в механическую энергию.

  В таблице приведены характеристики наиболее распространённых М.-м. м.

Основные характеристики важнейших магнито-мягких материалов

Марка материала Основной состав, % (по массе) Bs ·10–3 , гсTk , °C r·106 , ом·см µa ·10–3 , гс/э µmax ·10–3 , гс/эHc , э Потери на гистерезис при B = 5000 гс , эрг/см3 80 НМ (суперпермаллой) 80Ni, 5Mo, ост. Fe 8 400 55 100 1000 0,005 10 79 НМ (молибденовый пермаллой) 79Ni, 4Mo, ост. Fe 8 450 50 40 200 0,02 70 50 Н 50Ni, ост. Fe 15 500 45 5 40 0,1 150 50 НП1 50Ni, ост. Fe 15 500 45 100 0,1 600 (при B = 15000 гс) 40 НКМП (перминвар прямоугольный)2 40Ni, 25Co, 4Mo, ост. Fe 14 600 63 600 0,02 200 (при B = 14000 гс ) 40 НКМЛ (перминвар линейный)3 40Ni, 25Co, 4Mo, ост. Fe 14 600 63 2 2,0+ (<15%) – – 47 НК (перминвар линейный)3 47Ni, 23Co, ост. Fe 16 650 20 0,9 0,90+ (<15%) – – 49 КФ–ВИ (пермендюр) 49Co, 2V, ост. Fe 23,5 980 40 1 50 0,5 5000 16 ЮХ 16Al, 2Cr, ост. Fe 7 340 160 10 80 0,03 100 10 СЮ 9,5Si, 5,5Al, ост. Fe 10 550 80 35 100 0,02 30 Армко-железо 100Fe 21,5 768 12 0,5 10 0,8 5000 Э 44 4Si, ост. Fe 19,8 680 57 0,4 10 0,5 1200 Э 330 3,5Si, ост. Fe 20 690 50 1,5 30 0,2 350 Ni–Zn феррит (Ni, Zn) O·Fe2 O3 2–3 500–150 1011 0,05–0,5 – 1,5–0,5 – Mn–Zn феррит (Mn, Zn) O·Fe2 O3 3,5–4 170 107 1 2,5 0,6 –

Примечание: µa и µmax – начальная и максимальная магнитные проницаемости магнито-мягких материалов; T k – температура Кюри; r – электрическое сопротивление; Hc – коэрцитивная сила; Bs , Br , Bm – индукция насыщения, остаточная и максимальная в поле 8–10 э .

1 Кристаллически текстурирован. 2 После обработки в продольном магнитном поле. 3 После обработки в поперечном магнитном поле. 1 гс = 10–4тл ; 1 э = 79,6 а/м .

  Лит. см. при ст. Магнитные материалы .

  И. М. Пузей.

Магнитно-твёрдые материалы

Магни'тно-твёрдые материа'лы , магнитно-жёсткие (высококоэрцитивные) материалы, магнитные материалы , которые намагничиваются до насыщения и перемагничиваются в сравнительно сильных магнитных полях напряжённостью в тысячи и десятки тысяч а/м (102 —103э ). М.-т. м. характеризуются высокими значениями коэрцитивной силы Hc , остаточной индукции Br , магнитной энергии (BH ) max на участке размагничивания — спинке петли гистерезиса (см. таблицу). После намагничивания М.-т. м. остаются магнитами постоянными из-за высоких значений Br и Hc . Большая коэрцитивная сила М.-т. м. может быть обусловлена следующими причинами: 1) задержкой смещения границ доменов благодаря наличию посторонних включений или сильной деформации кристаллической решётки; 2) выпадением в слабомагнитной матрице мелких однодоменных ферромагнитных частиц, имеющих или сильную кристаллическую анизотропию, или анизотропию формы.

  М.-т. м классифицируют по разным признакам, например, по физической природе коэрцитивной силы, по технологическим признакам и другим. Из М.-т. м. наибольшее значение в технике приобрели: литые и порошковые (недеформируемые) магнитные материалы типа Fe — Al — Ni — Со; деформируемые сплавы типа Fe — Со — Mo, Fe — Со — V, Pt — Со; ферриты (гексаферриты и кобальтовый феррит). В качестве М.-т. м. используются также соединения редкоземельных элементов (особенно лёгких) с кобальтом; магнитопласты и магнитоэласты из порошков ални, альнико, ферритов со связкой из пластмасс и резины (см. Магнитодиэлектрики ), материалы из порошков Fe, Fe — Со, Mn — Bi, SmCo5 .

  Высокая коэрцитивная сила литых и порошковых М.-т. м (к ним относятся материалы типа альнико, магнико и другие) объясняется наличием мелкодисперсных сильномагнитных частиц вытянутой формы в слабомагнитной матрице. Охлаждение в магнитном поле приводит к предпочтительной ориентации у этих частиц их продольных осей. Повышенными магнитными свойствами обладают подобные М.-т. м., представляющие собой монокристаллы или сплавы, созданные путём направленной кристаллизации [их максимальная магнитная энергия (BH ) max достигает 107 гс·э ]. М.-т. м. типа Fe — Al — Ni — Со очень тверды, обрабатываются только абразивным инструментом или электроискровым методом, при высоких температурах их можно изгибать. Изделия из таких М.-т. м. изготавливаются фасонным литьём или металлокерамическим способом.

  Деформируемые сплавы (важнейшие из них — комолы и викаллои) более пластичны и значительно легче поддаются механической обработке. Дисперсионно-твердеющие сплавы типа Fe — Со — Mo (комолы) приобретают высококоэрцитивное состояние (магнитную твёрдость) в результате отпуска после закалки, при котором происходит распад твёрдого раствора и выделяется фаза, богатая молибденом. Сплавы типа Fe — Со — V (викаллои) для придания им свойств М.-т. м, подвергают холодной пластической деформации с большим обжатием и последующему отпуску. Высококоэрцитивное состояние сплавов типа Pt — Со возникает за счёт появления упорядоченной тетрагональной фазы с энергией анизотропии 5·107эрг/см3 . Из литых, порошковых и деформируемых М.-т. м. изготавливают постоянные магниты, используемые в измерительных приборах (например, амперметрах и вольтметрах постоянного тока), в микродвигателях и гистерезисных электрических двигателях, в часовых механизмах и др. К М.-т. м. относятся гексаферриты, то есть ферриты с гексагональной кристаллической решёткой (например, BaO·6Fe2 O3 , SrO·6Fe2 O3 ). Кроме гексаферритов, в качестве М.-т. м. применяется феррит кобальта CoO·Fe2 O3 со структурой шпинели , в котором после термической обработки в магнитном поле формируется одноосевая анизотропия, что и является причиной его высокой коэрцитивной силы. Магнитно-твёрдые ферриты применяются для работы в условиях рассеянных магнитных полей и в СВЧ-диапазоне. Изделия из ферритов изготовляют методами порошковой металлургии .