Теория 1. 1. Основные понятия об электроматериалах. Классификация Электротехническими называются материалы
 Скачать 0.69 Mb.
|
|
8.4 Магнитотвердые материалы (МТМ) Ферромагнитные материалы с широкой петлей гистерезиса, обладающие весьма большой коэрцитивной силой Нс, называются магнитотвердыми материалами (МТМ). Исключительно высокие значения Нс для некоторых сплавов (больше 40000 А/м) образуются в процессе охлаждения намагниченных доменов, расположенных среди слабомагнитной фазы; процессы смещения доменов в таких материалах затруднены, и их перемагничивание возможно только с помощью процесса вращения. Сплавы такого типа охлаждаются в сильном магнитном поле, и магнитные моменты доменов остаются ориентированными по направлению магнитного поля. Так создаются постоянные магниты. Характеристиками МТМ служат коэрцитивная сила Нс, остаточная индукция Вr и максимальная энергия, отдаваемая магнитом во внешнее пространство Wmax. Магнитная проницаемость МТМ ниже, чем для МММ. При этом, чем выше Нс, тем меньше Вr. Магнит в замкнутом состоянии (вид торроида) не отдает энергию во внешнее пространство. При наличии воздушного зазора между полюсами возникает отдача энергии в пространство, величина которой зависит от длины зазора, причем индукция Вl в промежутке будет меньше Вr вследствие размагничивающего действия полюсов магнита. Энергия, заключенная в единице объема воздушного зазора, - удельная магнитная энергия (плотность энергии) может быть выражена следующей формулой Wl = ВlНl/8π [Дж/м3], (8.2) где Hl - напряженность поля, соответствующая индукции Вl в соответствии с рисунком 10.1. Чем меньше длина магнита и чем относительно больше зазор, тем больше размагничивающее поле полюсов и тем меньше Вl. При замкнутом магните Вl = Вr и W= 0, т.к. Hl = 0. Если зазор очень велик, то W→ 0, т.к. Вl = 0, Hl = Нс. При некоторых значениях Вl и Hl , Wl = max. Это значение Wmax определяет наилучшее использование магнита и является наиболее важной характеристикой качества материалов для постоянных магнитов. Сплавы на Fe-Ni-Al являются важнейшими материалами для постоянных магнитов. Большую роль в образовании высококоэрцитивного состояния этих сплавов играет механизм твердения сплава. Магниты из порошков, получаемые методом порошковой металлургии, разделяются на металлокерамические, металлопластические, оксидные и из микропорошков. Металлокерамические магниты получают из металлических порошков путем прессования без связывающего материала и спекания. Металлопластические магниты прессуют из металлических порошков с изолирующей связкой, нагрев производят до полимеризации связывающего вещества. Они имеют пониженные магнитные свойства, высокую , малую плотность и относительно дешевы. Среди оксидных магнитов практическое значение имеют магниты на основе ферритов бария и кобальта.  Рисунок 8.4- Кривые намагничивания, характеризующие свойства магнитотвердых материалов Магниты из микропорошков Mn-Bi, Fe и Fe-Co. Магнитные свойства Mn-Bi порошка соответствуют лучшим металлическим материалам для постоянных магнитов; обладают особенно большой коэрцитивной силой Нс. Однако эти свойства сохраняются до температуры (+20о), при более низких температурах они падают и для их восстановления требуется повторное намагничивание. Fe и Fe-Co магниты из микропорошков требуют химических способов получения частиц размером - 0.01-0.1 микрона. Из такого порошка прессуют магниты нужной формы. Легированные стали, закаленные на мартенсит. Вид микроструктуры стали, получаемый при закалке, называется мартенситом. Данные стали наиболее просты и доступны для постоянных магнитов. Они легируются добавками W, Cr, Mo, Co. Мартенситовые стали для постоянных магнитов применялись раньше всех других материалов. В настоящее время их используют сравнительно мало из –за низких магнитных свойств. Однако полностью от них еще не отказываются, потому что они недороги и допускают механическую обработку на металлорежущих станках. Магнитотвердые ферриты. К магнитотвердым ферритам относятся магниты из порошков, получаемые методом порошковой металлургии. Это рассмотренные выше металлокерамические, металлопластические, оксидные магниты и магниты из микропорошков с крупностью помола, равной объему домена. К числу магнитотвердых ферритов относятся бариевые ферриты, ферриты из кобальта, магниты из микропорошков Mn-Bi, Fe, Fe-Co. Пластически деформируемые сплавы и магнитные ленты. Для записи и воспроизводства звука могут быть использованы магнитотвердые материалы - стали и сплавы, позволяющие делать из них ленту или проволоку, биметаллические ленты из основы с нанесенным на нее звуконосителем, а также пластмассовые и целлюлозные ленты с нанесенным на их поверхность порошкообразным магнетитом или введением в их объем магнитного наполнителя. 8.5 Конструкционные материалы-чугуны и стали Эти материалы, применяемые в электромашиностроении, приборостроении, должны отличаться высокими механическими свойствами и широкими технологическими возможностями. По магнитным свойствам они делятся на магнитные материалы и на материалы немагнитные. К первым относятся серый чугун, углеродистый и легированные стали; ко вторым - немагнитный чугун и немагнитные стали. |