Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 3 (3-е изд., 1988) (1152098), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Магнитные свойства прецизионных магннто- твердых ферритов по ОСТ 11 707.023 — 81 Остаточная магнитна» индукции В„ Тл Козрцитэвиая сила Б,л, КА/м Н,м, кд/м Магнитная энергия яг «Дж/и' Марка ие менее коэффициентов линейного расширения материала влоль и поперек текстуры нельзя изготовить радиально-текстурированные кольца: они неизбежно разрушаются при охлаждении от температуры спекания. Зато можно изготовить часть такого кольца, ограниченного сечением .двух плоскостей, параллельных образуюшей цилиндрической поверхности.
Такие излелия, обычно называемые сегментами, широко используются в магнитных системах электродвигателей. Наиболее широко изготовляются ферритовые магниты в форме дисков, колец, пластин, трапеций, треугольников с аксиальной анизотропией, перпендикулярной плоскости. При выборе марки магннтатвердого феррита необходимо тщательно учитывать как комплекс свойств той илн иной марки, так и конкретные требования к магнитной системе. Прн возлействии на магнит во время эксплуатации или сборки больших размагничивающих волей необходимо выбирать ферриты с большей коэрцитивной силой: 7БИЗОО, !5БАЗОО, 18БАЗОО, 2!СА320.
Прн использовании магнитов в замкнутой магнитной цепи следует испольэовать ферриты с большей остаточной индукцией: 25БА150, 25БА!70„28БА170, 28БА!90. При предъявлении повышенных требований к прочности магнитов предпочти- Следуюшей технологической операцией является механическая обработка, которой подвергаются все магниты анизагропных марок поторцеаым поверхностям (чтобы удалить следы ат пористых наконечников пуансонов и обеспечить плоскостность) .
Ферриты являются очень твердыми и хрупкими материалами, поэтому подвергаются только шлифованию алмазным инструментом с охлаждением водиым растворам кальцинироваиной соды. Завершают технологический процесс ультразвуковая мойка, сушка и контроль магнитных параметров. Описанный технологический процесс наклалызает ограничения на размеры и форму изготовляемых магнитов: для изатропных магхитов — обычные ограничения порошковой металлургии, для анизотрапных †. специфические.
Технология прессования из водной суспеизии порошка ограничивает высоту магнитов, как правило, совпадающую с направлением анизотропии, до 15...ж! мм, площаль поперечного сечения — 2...150 смз; минимальный размер изделия в плоскости, перпендикулярной направлению прессования, не должен быть менее 12...15 мм. Сущеглвениые ограничения накладываются на возможность изготовления магнитов с неколлинеарной текстурой.
Например, вследствие неравенства 45И145 7БИ215 7БИЗОО 9БА205 14БА255 1ВБАЗОО 18БАЗОО 19БА225 ! 9БА260 28БА170 22РА220 24РА230 25РА150 25РА170 2ВРА! 80 29РА240 ЗОРА190 21САЗ20 24СА! 90 28СА250 0,17 0,21 0,20 0,24 0,29 0,30 0,32 0,33 0,33 0,39 0,36 0,36 0,38 0,38 0,39 0,40 0,40 0,34 0,37 0,39 95 125 135 135 185 200 220 205 225 165 215 220 145 165 175 232 185 240 185 240 !45 2!5 300 205 255 300 300 225 260 170 220 230 150 170 180 240 190 320 190 250 2,0 3,5 3,5 4,5 7,0 7,5 9,0 9,5 9,5 14,0 11,0 12,0 !2,5 12,5 14,0 14,5 15,0 10,5 12,0 14,0 110 [равд. 5) Маелигогвердьм материалы -)50-700-50 0 50 УОО 60 20ОЫ 500 ЛЮ'О Рис.
5.13. Зависимость коэрцитивной силы по намагниченности феррнтов бария и стронция от температуры тельнее ферриты 2х2РА220...30РА!90. При необходимости намагничивания изотропных магнитов перпендикулярно направлению прессования следует учитывать тот факт, что вследствие чешуйчатой формы частиц исходного порошка (структура гексагональна) даже при прессовании без поля образуется определенная текстура: свойства в направлении, перпендикулярном прессованию, на 1О... ...15 уь ниже.
Для таких магнитов специально разработан феррит марки 7БИ215 со свойствами, приблизительно одинаковыми во всех направлениях. Марка 9БА205 частично анизотропиа, предназначена для изготовления радиально-анизпгропных колец (подобран уровень теистуры, обеспечивающий получение колец без трещин) . Таким образом, достаточно большое число марок с равным сочетанием магнитных параметров позволяет обоснованно выбрать марку феррита как для массового, так и специального назначения. Ферриты бария и стронция обладают структурной стабильностью неограниченное время. Срок хранения, оговоренный в технической документации, обусловлен лишь моральным старением магнита.
Ферритовые магниты допускается размагничивать нагреванием выше температуры Кюри, нагревать для выжигания органических веществ при разборке магнитной системы. Статические и динамические нагрузки на магниты не вызывают изменения их магнитных параметров вплоть до разрушения магнитов.
При 'нагревании магнитных систем с ферритовыми магнитами до 300 'С необратимых изменений намагниченности не происходит, Кривая возврата болыпинства марок ферритовых магнитов в достаточно широком диапазоне напряженности полей совпадает с кривой размагничивания. Поэтому в большинстве случаев магниты намагничивают до сборки без ухудшения параметров системы. кй)м 20 000 240 200 Ю ХЯО 00 40 Тл ((40 055 050 025 0,20 0,15 070 лй)я -Ю-(70-50 -40 Рис. 5.14. Кривые размагничивания феррита марии 25БА!70 ( — В=)(НБ — — — М=)(Н)) 1 — — 45'С; 2 — 20'С; 3 — 85'С Однако у ферритовых магнитов достаточ- . но велики обратимые изменения намагниченности.
Температурный коэффициент остаточной индукции составляет — 0,2%/К. Существенна также зависимость коэрцитивной силы ст температуры, приведенная на рис. 5.13. На рис. 5.14 в качестве примера приведены кривые размагничивания феррита бария марии 25БА170 при трех разных температурах. Вследствие уменьшения козрцитивной силы в области отрицательных температур могут наблюдаться необратимые изменения параметров магнитной системы.
Это приходится учитывать при конструировании магнитных систем выбором марки с большим значением коэрцнтивной силы. При температурах ниже — 60 С ферритовые магниты, как правило, не применяют. В области положительных температур для уменыпения обратимых изменений применяют шунтирование. К недостаткам ферритовых магнитов следует отнести также хрупкость и большую тверлость, недостаточную прочность, что исключает их использование в качестве несущих элементов.
Кроме того, вследствие пористости ферритоаых магнитов их следует оберегать от попадания в поры влаги с последующим ее замерзанием. Феррит кобальта по химическому составу соответствует стехиометрической формуле СоО.ГезОз. Зто соединение в отличие от ферритов бария и стронция приобретает наведенную одноосную анизотропию в результате термомагнитной обработки: выдержки при температуре 300...350 'С в течение 1,5 ч и охлаждении в магнитном поле напряженностью 240 кА/м. В остальном технология его изготовления аналогична технологии изготовления изотропных ферритов бария.
[$5.1!) Сплавы кобальта с редкоземельными элеменгомы Таблица 5З1. Магнитные свойства ферритв кобальта Магниты нз феррнта кобальта выпускаются двух марок их свойства представлены в табл. 5.1 1. Как видно из табл. 5 11, магнитные свойства феррита кобальта заметно хуже свойств феррнтов бария и стронция. Однако ферриткобэльта в диапазоне температур — 70 С... ...+80 'С имеет температурный коэффициент остаточной индукции в три-четыре раза меньший, чем у феррвтов бария и стронция. Поэтому, несмотря на ббльшую стоимость, феррит кобальта применяется в некоторых магнитных системах специального назначения. 5.11.
СПЛАВЫ КОБАЛЬТА С РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ В конце шестидесятых годов в результате нссхеаовання сплавов металлов группы железа с редкоземельными элементами были открыты соединения, весьма перспентивные для разработки и изготовления магнитотвердых материалов. В этих сплавах по перитектической реакции образуются интерметаллические соединения типа КзМг, КМь КзМ~г и другие, где М вЂ” металл группы железа, К вЂ” редкоземельный элемент. Часть этих соединений, з первую очередь соединения кобальта с самарнем, празеодимом, церием, иттрием, лантаном, обладает уникальнымн магнитными свойствами.
Так, соединения кобальта с этими элементами типа КСоь при намагниченности насыщения, равной 0,77...1,2 Тл, и температуре Кюри 375...725 'С имеют очень большую магнитную кристаллографическую анизотропию с полями аннзотропин напряженностью 2,4... ...23,2 МА/м. Наиболее технологичными оказались соединения кобальта с самарием, на которых и проводился наибольший объем экспериментальных работ. Задача разработки магнитотвердых материалов на основе этих соединений выглядела достаточно простой: создание совокупности монодоменных (размером несколько микрометров) ориентированных частиц методамн порошковой металлургии аналогично феррнтозыи магнитам. Однако выполнение задачи осложнялось чрезвычайной химической активностью н летучестью редхоземельных элементов.
Так, попытки получения порошка с частицами необходимых размеров, прессование его в магнитном поле, в том числе с использованием уникальных приемов изостатического прессования для повышения плотности, н последующее спекание, хотя и привели к получению образцов с рекордными свойствами, но всэедсгвие остаточной пористостн и изменения валентности редноэемельного элемента во времени в результате окисления не позволили получить удонлетворитеаьную структуру н магнитную стабильность материала.
Предварительное покрытие частиц сплава никелем также не дало существенного эффекта. Неудачной оказалась также разработка сгшавов системы К(Со~,Сц,)ь, где высакокоэрцитивное состояние достигается выделением мелкоднсперсной фазы КСоь в немагнитной матрице КСць. Сплавы имели удовлетворительную стабильность, чрезвычайную хрупкость н недопустимо низкую прочность. Только разработка технологии жидкофазного спекания, в которой к основному порошку соединения ЗшСоь добавлялось более ннзкоплавкое соединение типа БшСоэ, обогащенное самарием, привела к получению закрытой порнстости, удовлетворительной стабильности и прочности, т. е.
обусловила создание промышленных марок материала. В настоящее время промышленностью выпускаются четыре марки спеченных магннтотвердых материалов на основе соединений кобальта с самарием н празеодимом по ГОСТ 21559 — 76. Магнитные свойства этих материалов пряведены в табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
