КЛАССИФИКАЦИЯ МАГНИТНОМЯГКИХ МАТЕРИАЛОВ
Агнитномягкие материалы принято классифицировать по их основному химическому составу, который в значительной степени определяет технологию производства, свойства и области применения материала.
В соответствии с этим различают следующие группы магнитномягких материалов.
Технически чистое железо. Под названием «технически чистое железо» понимают железо промышленной степени чистоты с ограниченным количеством примесей. К этой группе относятся низкоуглеродистая электротехническая сталь, электролитическое и карбонильное железо.
Технически чистое железо является дешевым и технологичным материалом, оно хорошо штампуется и обрабатывается на всех металлорежущих станках. Железо обладает высокими магнитными свойствами в постоянных полях. Основной недостаток железа состоит в малом значении удельного электрического сопротивления, что ограничивает область его применения как магнитного материала постоянными магнитными полями. В переменных полях железо применять нецелесообразно ввиду больших потерь на вихревые токи.
Технически чистое железо имеет очень большое значение как шихтовый материал для получения почти всех ферромагнитных сплавов.
Электротехнические (кремнистые) стали, представляющие собой твердый раствор кремния в железе.
• К достоинствам электротехнических сталей относятся большие значения удельного электрического сопротивления и высокие магнитные свойства. К основным недостаткам следует отнести повышенную твердость и хрупкость, а также пониженные по сравнению с железом значения индукции насыщения. Электротехнические стали изготовляются горячекатаные с изотропными магнитными свойствами и холоднокатаные — малотекстурован - ные и текстурованные с анизотропией магнитных свойств.
Электротехнические стали по объему применения занимают первое место среди всех других ферромагнитных материалов и находят самое широкое применение в качестве магнитопроводов электрических машин, трансформаторов, дросселей и других устройств при их работе в полях промышленной частоты и до 400— 500 гц в области малых, средних и сильных полей. Иногда целесообразно также их применение в постоянных полях и при повышенных частотах (до 10 кгц).
Пермаллои, представляющие собой сплавы железа с никелем, обычно легированные молибденом, хромом и некоторыми другими элементами.
Основное достоинство пермаллоев — очень высокие значения магнитной проницаемости в слабых полях и малая величина коэрцитивной силы. Недостатками пермаллоев являются большая чувствительность магнитных свойств к механическим напряжениям, пониженные значения индукции насыщения и сравнительно высокая стоимость. Необходимо также учитывать, что высокие магнитные свойства у пермаллоев могут быть получены лишь в результате отжига готовых изделий в водороде или вакууме, что усложняет их применение.
Пермаллои находят широкое применение в магнитных элементах измерительных, автоматических и радиотехнических устройств при их работе в слабых постоянных и переменных полях с частотой до нескольких десятков килогерц, а для микронного проката и до более высоких частот.
Магнитномягкие ферриты, представляющие собой твердый раствор ферромагнитного и неферромагнитного ферритов. Наибольшее применение имеют марганеццинковые (низкочастотные) и никельцинковые (высокочастотные) ферриты.
Удельное сопротивление ферритов в 106—1013 раз больше удельного сопротивления металлических материалов и, следовательно, потери на вихревые токи соответственно меньше. Это позволяет использовать ферриты в областях звуковых и радиочастот. К недостаткам ферритов следует отнести низкие значения индукции насыщения, сравнительно малые величины магнитной проницаемости, большую зависимость магнитных свойств от температуры, значительные хрупкость и твердость. Применение магнитномягких ферритов в постоянных полях или в полях промышленной частоты нецелесообразно.
Магнитодиэлектрики, представляющие собой конгломерат из измельченного ферромагнетика, частицы которого разделены между собой в электрическом отношении изолирующими пленками из немагнитного материала, являющегося одновременно механической связкой.
|
Ориентировочная стоимость 100 кг материала*, руб. |
- |
1,35-2,5 |
I. O о CN Ю |
400 2000 |
1350 700 |
|
CL. " х Ч <и 0J ^ 5 ~ Я 5 ^ н Q <и А. >> |
О" |
0,60-0,25 |
І 0,45-0,9 0,5 -0,65 |
О — 7 N О О 1 О О |
1 1 |
|
Индукция В в ноле 5 Н S |
М й) ^ . Чо 8 29 Оо = Л S" 11 а? |
1 * О О) о <М ч о I О П 8^11 ю и « 2 |
13 000—16 000 гс 7000—7500 гс |
Со - со Ф О О » О 118 II со a; ^f а- СО 5Ю о —. с со с |
1 1 |
|
Коэрцитивная сила Я, a с |
0,5-1,25 |
0,12-0,8 |
0,07-0,40 0,01-0,05 |
12-0,1 0,35-0,15 |
1 I |
|
Максимальная проницаемость ц Max |
3500—4500 |
3000-8000 |
15 000-60000 70 000—200 000 |
15—3500 3000—10000 |
1 1 |
|
Начальная проницаемость и, А |
О Ю CN |
200-600 |
2000-4000 15 000—35 000 |
10—2000** 1000—5000** |
Ю ю (О — 1 1 S1" |
|
Название группы материалов |
Технически чистое железо |
Электротехническая сталь |
Пермаллои: А) низконикелевые (-40-50% Ni) Б) высоконикелевые (— 79% Ni) |
Ферриты: А) никельцинко- вые Б) марганец- цинковые |
Магиитодиэлектрики: А) альсифер Б) карбонильное железо |
S ч »o
»s о
>я
К ч
З-
CQ ^ О ІІ
К s ч а. ЧС
S ч
О
Магнитодиэлекгрики так же, как и ферриты, обладают большим удельным электрическим сопротивлением и являются высокочастотными магнитномягкими материалами. Их достоинства по сравнению с ферритами заключаются в более высокой стабильности свойств и в хорошей воспроизводимости характеристик, а недостатком является более низкое значение магнитной проницаемости. Появление ферритов значительно ограничило применение магнитодиэлектриков.
6. Прочие магнитномягкие материалы. Кроме указанных основных групп магнитномягких материалов, в некоторых случаях возникает необходимость в применении материалов с особыми свойствами, например с очень высоким значением индукции насыщения (пермендюр).
В табл. 2 приведены некоторые свойства различных групп магнитномягких материалов. Данные таблицы являются ориентировочными и могут служить лишь для общей сравнительной оценки отдельных групп материалов. Свойства внутри каждой группы імогут меняться в очень широких пределах.
