Магнитные материалы специализированного.

Магнитные пленки. Термомагнитные материалы. Ферриты для СВЧ. Магнитострикционные материалы.

 

Сплавы, отличающиеся незначительным изменением магнитной проницаемости при изменении напряжённости поля. Это перминвар (сплав железа, никеля, кобальта, марганца) и изоперм (сплав железа, никеля и алюминия или меди). Перминвар имеет _н = 300 и сохраняет постоянное значение до напряженности поля Н = 240 А/м и индукции В = 0.1 Тл. Его недостатки – чувствителен к изменению температуры и механических напряжений и недостаточная стабильность магнитной проницаемости. Изоперм представляет собой твердые растворы железа и никеля с медью или алюминием, обладает более высокой стабильностью магнитной проницаемости.

Сплавы с сильной зависимостью магнитной проницаемости от температуры. Сюда относят сплавы колмаллои (Cu, Ni), термаллои (Fe,Ni) и компенсатор (Fe, Ni, Cr).

Сплавы с высокой магнитострикцией. Это сплавы никеля и кобальта, железа и платины.

Сплавы с особо высокой индукцией насыщения – пермендюры (сплавы железа, никеля, кобальта). Применяются в телефонных мембранах и осциллографах.

Ферритыпредставляют собой магнитную керамику с незначительной электронной проводимостью. Это системы из оксидов железа и оксидов двухвалентных металлов. Имеют кубическую кристаллическую решктку.

Ферриты с прямоугольной петлей гистерезисаразделяют на два вида: со спонтанной и с индуцированной прямоугольностью петли гистерезиса. Применяют в разнообразных запоминающих логических устройствах вычислительной техники, в аппаратах телеграфной связи.

Ферриты для СВЧ (сверхвысоких частот)должны иметь высокую однородность структуры и высокое удельное сопротивление.

Магнитострикционные ферриты –это группа магнитных материалов, техническое применение которых основано на использовании геометрических размеров тела в магнитном поле. Их магнитные свойства характеризуют константой магнитострикции. Широкое применение в качестве магнитострикционного материала получили чистый никель, сплавы системы никель-кобальт, наиболее известен из них сплав никоси .

Аморфные магнитные материалы.Получают при быстром охлаждение расплава, при этом не успевает произойти кристаллизация. Применяется в технике магнитных записей, в специализированных трансформаторов, в импульсных источниках питания, магнитных усилителях. Металлические магнитомягкие аморфные сплавы состоят из одного или нескольких переходных металлов (Fe, Co, Ni), сплавленных со стеклообразователем-бором, углеродом, кремнием или фосфором.

К магнитотвердым материалам относятся магнитные материалы с широкой петлей гистерезиса и большой коэрцитивной силой Н_с Основными характеристиками магнитотвердых материалов являются коэрцитивная сила Н_с, остаточная индукция В_с, максимальная удельная магнитная энергия, отдаваемая во внешнее пространство w_мах.

Магнитная проницаемость m магнитотвердых материалов значительно меньше, чем у магнитомягких. Чем «тверже» магнитный материал, т.е. чем выше его коэрцитивная сила Н_с, тем меньше его магнитная проницаемость.

 

Литые материалы на основе сплавов. Эти материалы имеют основой сплавы железо- никель- алюминий (Fe-Ni-Al) и железо- никель- кобальт (Fe-Ni-Co) и являются основными материалами для изготовления постоянных магнитов. Эти сплавы относят к прецизионным, так как их количество в решающей степени определяется строгим соблюдением технологических факторов.

Бескобальтовые сплавы обладают относительно низкими магнитными свойствами, но они являются самыми дешевыми.

Кобальтовые сплавы применяют для изготовления изделий, которые требуют материалов с относительно высокими магнитными свойствами и магнитной изотропностью.

Высококобальтовые сплавы представляют собой сплавы с магнитной или с магнитной и кристаллической текстурой, содержащие кобальт более 15%.

Порошковые магнитотвердые материалы (постоянные магниты). Порошковые магнитотвердые материалы применяют для изготовления миниатюрных постоянных магнитов сложной формы. Их подразделяют на металлокерамические, металлопластические, оксидные и микропорошковые.

Металлокерамические магниты по магнитным свойствам лишь немного уступают литым магнитам, но дороже их.

Получают металлокерамические магниты в результате прессования металлических порошков без связующего материала и спекания их при высоких температурах. Для порошков используют сплав системы Fe-Ni-Al-, легированный кобальтом; на основе платины (Pt-Co, Pt-Fe); на основе редкоземельных металлов.

Металлопластические магниты имеют пониженные магнитные свойства по сравнению с литыми магнитами, однако они обладают большим электрическим сопротивлением, малой плотностью, меньшей стоимостью.

Бариевыемагниты обладают следующими свойствами:

Значения остаточной магнитной индукции B_r в 2…4 раза меньше, чем у литых магнитов;

Большая коэрцитивная сила Н_с, что придает им повышенную стабильность при воздействии внешних магнитных полей, ударов и толчков.

Железные и железокобальтовыемагниты из микропорошков Fe и Fe-Co изготавливают с применением химических способов получения частиц нужного размера (0,01…0,1). Из полученного порошка магниты прессуют и пропитывают раствором смол. Пропитка повышает коррозийную стойкость железосодержащих магнитов.

Пластически деформируемые магнитыобладают хорошими пластическими свойствами; хорошо поддаются всем видам механической обработки хорошо штампуются, режутся ножницами, обрабатываются на металлорежущих станках); имеют высокую стоимость.

Кунифе– медь–никель–железо (Cu-Ni-Fe) обладают анизотропностью (намагничиваются в направлении прокатки).

Применяются в виде проволоки и штамповок.

Викаллой – кобальт–ванадий (Co-V) получают в виде высокопрочной магнитной ленты и проволоки. Из него изготавливают также очень мелкие магниты сложной конфигурации.

Эластичные магнитыпредставляют собой магниты на резиновой основе с наполнителем из мелкого порошка магнитотвердого материала. В качестве магнитотвердого материала чаще всего используют феррит бария. «Магнитную резину» применяют в качестве листов магнитной памяти ЭВМ, для отклоняющих систем в телевидении, корректирующих систем.

Магнитные носители информациипри перемещении создают в устройстве считывания информации переменное магнитное поле, которое изменяется во времени так же, как записываемый сигнал.

Магнитные материалы для носителей информации должны отвечать следующим требованиям: высокая остаточная магнитная индукция B_r для повышения уровня считываемого сигнала; для уменьшения эффекта саморазмагничивания, приводящего к потере записанной информации, значение коэрцитивной силы Н_с должно быть как можно более высоким; для облегчения процесса стирания записи желательна малая величина коэрцитивной силы Н_с, что противоречит предыдущему требованию; большие значения коэффициента выпуклости К_вып =(ВН)_мах/B_rH_c, что удовлетворяет требований высокой остаточной магнитной индукции B_r и минимальной чувствительности к саморазмагничиванию; высокая температурная и временная стабильность магнитных свойств.

Материалы для магнитных носителей информации представляют собой металлические ленты и проволоку из магнитотвердых материалов, сплошные металлические, биметаллические и пластмассовые ленты и магнитные порошки, которые наносятся на ленты, металлические диски и барабаны, магнитную резину и др.

В качестве магнитных порошков используют оксиды железа Fe2O3 и Fe3O4, магнитотвердые ферриты, железоникельалюминиевые сплавы, которые являются доступными и дешевыми материалами.

Жидкие магниты представляют собой жидкость, наполненную мельчайшими частицами магнитотвердого материала. Жидкие магниты на кремний органической основе не расслаиваются даже под воздействием сильных магнитных полей, сохраняют работоспособность в диапазоне температур от –70 до +150°С.