Borovik-ES-Eremenko-VV-Milner-AS-Lektsii-po-magnetizmu (1239152), страница 95
Текст из файла (страница 95)
Легированные стали обладают значительно лучшими и более устойчивыми характеристиками, чем углеродистая сталь. Закаленная кобальтовая сталь (35 —:40% Со) имеет коэрцитивную силу Н„= 250 Э и остаточную индукцию В„=. 9000 гь 10000 Гс. Увеличение содержания кобальта вызывает рост магнитострикции, что, в свою очередь, увеличивает коэрцитивную силу. Характеристики магнитных материалов из легированных сталей для постоянных магнитов приведены в табл. 25.1.
2. Сплавы на основе железа, никеля и алюминия. Железные сплавы с содержанием около 12 ть А1 и 25 ть Х! (называемые альни) были изобретены в 1931 году. Они значительно дешевле кобальтовой стали и обладают большей коэрцитивной силой, которая превышает 500 Э. В настоящее время изготавливаются более сложные по содержанию сплавы этого типа с коэрцитивной силой, достигающей 900 Э.
Сплавы, Гл. 25. Материалы для постоянных лгагнитоа 460 Таблица 25.1 Химический состав легированной стали, % Марка стали Со 0,95 —: 1,10 0,90 г» 1,10 0,68 —: 0,78 0,90 —: 1,05 0,90 —: 1,05 1,30 —: 1,60 2,80 —: 3,60 0,30 —:- 0,50 5,50 —: 6,50 8,0 †: 10,00 ЕХ ЕХЗ 5,2 —: 6,2 ЕХВ6 5,5 —: 6,5 13,5 —: 16,5 ЕХ5К5 ЕХ9К15М 1,2 —: 1,7 35-процентная кобальтовая 3 —:6 0,9 35 сталь Магнитные сво ванной ст иства легиро али Напряженность намагничиваю- щего поля, Э (ВН)»,.», эрг/смз Марка стали В„кГс Н„Э 02 10ь 0,28 1Ог ОЗ !Оь 58 9,0 770 9,5 ?45 ЕХЗ 60 ЕХВ6 10,0 62 760 ЕХ5К5 ЕХ9К15М 8,5 1000 100 05 !О 1000 8,0 170 832 35-процентная кобальтовая сталь 0,95 1Ог 9,5 250 890 которые кроме указанных выше элементов содержат кобальт, называются альнико, содержащие кремний альниси и т.
п. Остаточная индукция у этих сплавов колеблется в пределах от 4000 до 7300 Гс. Их недостатком является невозможность механической обработки. Магниты из них следует выплавлять сразу в готовом виде. Охлаждение сплавов типа альнико от температуры выше точки Кюри в магнитном поле !000 †: 4000 Э делает поликристаллический образец магнитно-анизотропным (магнитно-текстуированным) с одним общим направлением легкого намагничивания. При этом остаточная индукция В, у сплава увеличивается до 12 300 Гс (табл. 25.2). Размагничивающая часть кривой приближается к прямоугольной форме.
Все это приводит к увеличению магнитной энергии. На рис. 25.4 показаны кривые намагничивания и гистерезиса указанного сплава по измерениям Я.С. Шура. 25.2. Магнатнажесгпкие сплавы 46! а 12000 "Д 8000 4000 400 0 400 800 1200 Н. 3 Рис. 25.4. Кривые намагничивания и гистерезиса сплава альннко. 1 — охлаждение без поля; 2 — в продольном магнитном поле; 3 — в поперечном магнитном поле Рис 25.5.
Влияние магнитного поля, приложенного во время охлаждения (от 1300 'С со скоростью 2'/с) на микроструктуру сплава альннко: а) охлаждение без поля; б) охлаждение с полем вдоль оси [100]; в) сечение, нормальное к направлению поля Ряд проведенных исследований позволяет сделать заключение о том, что структура рассматриваемых сплавов мелкодисперсна. Частицы, по-видимому, представляют собой однодоменные образования.
Следовательно, намагничивание идет за счет процесса вращения, что и приводит к большим коэрцитивным силам. Изучение микроструктуры сплавов альнико показало, что их частицы имеют форму пластинок или стерженьков диаметром в несколько сот ангстрем и длиной около 1000 А. В случае обычной термообработки, приводящей к указанному дисперсионному со- в» отаву, стерженьки эти по своей длине направлены вдоль раз- а личных направлений легкого на- ~~фйфу магничивания типа [100] в сред- 1р нем равномерно по всему образцу [ [100] (рис. 25.5, а). Если сплавы альнико охлаждать от температуры выше точки е Кюри в магнитном поле, то, как показывает исследование их микроструктуры, »стерженьки» или «пластинки» располагаются параллельно той оси легкого намагничивания типа [100], направление которой ближе всего к направлению приложенного поля (рис. 25.5, б).
На рис. 25.5, в показана микроструктура в сечении, перпендикулярном полю, приложенному при отжиге. Таким образом, анизотропия магнитных свойств сплавов типа альнико, прошедших термомагнитную обработку, связана с анизотропией в микроструктуре. Микроструктура, при которой все однодоменные стерженьки ориентированы в одну сторону, и приводит к прямоугольной петле гистерезиса с большой остаточной индукцией и большой коэрцитивной силой (рис. 25,4, кривая 2).
Гл. 25. Мапсериалы для посспоянныл лсагниспав 462 о Ю х О. х Я х с х о Ю % о Ю с» х о а а) с о х о о с д х х х с Ю со в с» Ю Ю Ю Ю Ю сО Ю Ю Ю Ю ос о о о с» с» сО с» с» 1О с» 00 сО о с о о о х ох О о х х х о о о х х сс ос о х х х сл Я х х х о х О о х х с О М Х сл Х Х х х о О. о сХ о х о х х О. х х 5 а сл 8„ с а, о с х \ с сп х о х х х ;л сл оо о со с'с х а О.
3 х х о со х о х о х х х х 8 О. с х с Р'\ Ф х с х Ф х р ~.3 .с " с- о оо О со М х х ао х с о о а' "о -о о со х с с1 х о х х х Р х сл ~сл о Я оо О сО х х х а" ххх х ао х а Ы х Ю со х х ос о х х б 'с' о сг х х х 463 25.2. Магниыножесткие сплавы Если проводить намагничивание в поле, перпендикулярном к текстуре, оно пойдет круче, чем при продольном намагничивании и при хаотическом расположении эстерженьков» (рис.
25.4, кривая 3), так как момент вращения векторов намагничивания Н1гвшб при данных Н наибольший. Зато при уменьшении намагничивающего поля, и тем более при наложении поля, обратного по направлению, вектор намагничивания легко возвращается в исходное положение, что и приводит к плавному размагничиванию. В табл. 25.2 приведены магнитные свойства некоторых сплавов на основе Ее, Н1 и А1. В настоящее время имеется сплав с 8% А1, ! 5% ч(, 24% Со, 3%Си (остальное железо), который после магнитного текстуирования термомагнитным отжигом имеет следующие характеристики: Вг = 12000 Гс; Н, = 720 Э; (ВН) „„= 5,00 1Ов Гс Э.
Кох и де Фос получили магнитную текстуру, воспользовавшись тем, что у рассматриваемых сплавов направление легкого намагничивания совпадает с гексагональной осью. Форму, в которой отливался магнит, они нагревали до очень высокой температуры, а затем, после установки на холодную плиту, заливали металлом. Г1ри этом от дна росли хорошо выстроенные в ряд столбчатые кристаллы с направленными вверх гексагональными осями. В результате были изготовлены хорошо магнитно-текстуированные магниты.
Так, для сплава с 15% ХЕ 7% А1, 34% Со, 4% Сц, 5% Т! получены следующие значения: Вг = 11 800 Гс; Н, = 1350 Э; (ВН), = 11,00 !Ов Гс Э. 3. Ковкив сплавы. Широкое применение получают дисперсионнотвердеющие сплавы: железо †никель †, железо †кобальт †ван (викалой) и другие. В отличие от сплавов типа альни они поддаются механической обработке, резанию. прокатке и т.д. По магнитным характеристикам они несколько уступают материалам типа альни и альнико, особенно прошедшим термомагнитную обработку (табл. 25.3).
Таблица 253 4. Очень большой коэрцитивной силой обладают некоторые сплавы, в которых имеются компоненты из драгоценных металлов. Коэрцитивная сила этих сплавов достигает 7000 Э (табл. 25.4). 464 Гл. 25. Материалы для настоянных магнитов Таблица 25.4 ф 25.3. Материалы из порошков и ферритов 1. Из сплавов типа АН !альки), АНКО (альнико) и других, не поддающихся механической обработке, можно изготавливать мелкие магниты прессовкой и спеканием их из мелкого порошка. Магнитные характеристики таких металлокерамических магнитов аналогичны характеристикам плавленных образцов. 2.
Постоянные магниты для громкоговорителей, магнето и некоторых приборов изготавливают прессованием железных и железо-кобальтовых порошков (см. з 14.4). Их магнитные свойства оказываются наилучшими вдоль направления, перпендикулярного прессовке. Так как величина магнитной энергии в этих магнитах обусловлена однодоменной структурой частип и их разобщенностью. на их магнитные характеристики влияют степень прессовки, а следовательно, и плотность. Максимальной магнитной энергией обладают магниты плотностью около 4 г/сьгз. Магниты из железных порошков имеют В, = 5500 †: 6000 Гс, Н, = 460 -: 470 Э, (ВН)я,„.=!,0-:1,1 10'Г Э; у магнитов из смешанного порошка 130% Со и 70% Ге) (ВН)„„„= 1,8 10з Гс Э.
Особенно хорошими характеристиками обладают магниты, приготовленные из железного порошка с частичками удлиненной формы, с отношением длины к толщине 3: 8. Эти магниты хрупкие. 3. Методами металлокерамики получают также магниты с большим электрическим сопротивлением, например вектолит, изготавливаемый из смеси 31% ЕезОз, 43% ЕезОл и 26% СоО.
После термомагнитной обработки он имеет следующие характеристики: В„ = 1600 †: 1900 Гс, Ни 900,1000 Э (ВН) 075 1Оь Гс Э. 4. Широкое применение для изготовления постоянных магнитов получают бариевые ферриты — ВаО(гезОз) 1ферроксдюр). Благодаря большой константе анизотропии и сравнительно большому критическому размеру однодоменной частицы 1см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
