[9] Магнитные Материалы (987511), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Сплавы железоникелевые с высокой магнитной проницаемо­стью выпускают в нескольких групп, каждая из которых имеет ряд марок. Сведения о некоторых из них даны в табл. 9.5.

В марках пермаллоев буква Н означает никель, К—кобальт, М—марганец, Х—хром. С—кремний (силициум), Д—медь; дополнительная буква У—сплав с улучшенными свойствами, П—с прямоугольной петлей гистерезиса (марки П рассмотрены в п. 9.4). Цифра в марке указывает процентное содержание никеля.

Кроме наиболее освоенных в промышленном производстве ма­рок пермаллоев интерес представляет сплав, получивший назва­ние супермаллой с очень высокими магнитными свойствами в сла­бых полях. Сведения о его составе и свойствах для сравнения при­ведены также в табл. 9.5. Примеры рекомендуемых режимов тер­мообработки пермаллоев даны в табл. 9.б.

Сплавы 45Н и 50Н применяют для изготовления сердечников малогабаритных силовых трансформаторов, дросселей, реле и дета­лей магнитных цепей, работающих при повышенных индукциях без подмагничивания или с небольшим подмагничиванием.

Из сплава 50НХС выполняют сердечники импульсных транс­форматоров и аппаратуры связи звуковых и высоких частот в ре­жиме без подмагничивания или с небольшим подмагничиванием.

Сплавы 79НМ, 80НXC, 76НХД используют для изготовления сердечников малогабаритных трансформаторов, реле и магнитных экранов, при толщине 0,02 мм—сердечников импульсных транс­форматоров, магнитных усилителей и бесконтактных реле.

Таблица 9.5. СВОЙСТВА ПЕРМАЛЛОЕВ ПОСЛЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Таблица 9.6. ПРИМЕРЫ ТЕРМООБРАБОТКИ ПЕРМАЛЛОЕВ

Альсиферы—это тройные сплавы железа с кремнием и алю­минием. Оптимальный состав альсифера: 9,5% Si, 5,6% А1, осталь­ное—Fe. Такой сплав отличается твердостью и хрупкостью, но может быть изготовлен в виде фасонных отливок.

Свойства альсифера: μ_н-=35 400; μ_max== 117 000; H_c=1,8 А/м;

ρ=0,8 мкОм*м, т, е. не уступают свойствам высоконикелевых пермаллоев.

Изделия из альсифера—магнитные экраны, корпуса приборов и т. п.—изготовляют методом литья с толщиной стенок не менее 2—3 мм ввиду хрупкости сплава. Эта особенность ограничивает применение данного материала.

Благодаря хрупкости альсифера его можно размалывать в по­рошок и использовать наряду с карбонильным железом для изго­товления высокочастотных прессованных сердечников.

Магнитномягкие высокочастотные материалы

Под высокочастотными магнитномягкими материалами пони­мают вещества, которые должны выполнять функции магнетиков, при частотах свыше нескольких сотен или тысяч герц. По частот­ному диапазону применения их в свою очередь можно подразде­лить на материалы для звуковых, ультразвуковых и низких радио­частот, материалы для высоких радиочастот и материалы для. СВЧ. По физической природе и строению эти материалы делят на магнитодиэлектрики и ферриты. Кроме того, при звуковых, ультра­звуковых и низких радиочастотах можно использовать тонколи­стовые рулонные холоднокатаные электротехнические стали и пермаллои. Толщина сталей достигает 30—25 мкм, а пермаллой как механически более мягкий сплав может быть получен толщиной до 3—2 мкм. Основные магнитные свойства таких тонких мате­риалов близки к свойствам материалов больших толщин. однако они имеют несколько повышенную коэрцитивную силу и высокую стоимость, а технология сборки магнитных цепей кз них весьма сложна.

Магнитодиэлектрики

Магнитодиэлектрики получают путем прессования порошкооб­разного ферромагнетика с изолирующей органической или неорга­нической связкой. В качестве основы применяют карбонильное же­лезо, альсифер и др. Изолирующей связкой служат феноло-формальдегидные смолы, полистирол, стекло и др. Основа должна обла­дать высокими магнитными свойствами, а связка—способностью образовывать между зернами сплошную (без разрыва) электро­изоляционную пленку. Такая пленка должна быть по возможности одинаковой толщины и прочно связывать зерна между собой.

Магнитодиэлектрик должен иметь малые потери и отличаться достаточной стабильностью магнитной проницаемости от времени и при колебаниях температуры.

Суммарные потери мощности в магнитодиэлектрикс определя­ются потерями на гистерезис (г), последействие (п), на вихревые токи (т) и диэлектрическими потерями (д) в электроизоляцион­ной связке:

Р=Р_г+Р_п+Р_т+Р_д (9.7)

которые вызывают увеличение активного сопротивления индуктив­ной катушки с сердечником из магпитодиэлектрика. Величина это­го сопротивления слагается из сопротивления обмотки и сопро­тивления, обусловленного потерями в магнитодиэлектрике, и мо­жет быть выражена следующей формулой:

r=r_г+r_п+r_т+r_д+r_м (9.8)

где r=r_г+r_п+r_т+r_д—суммарное сопротивление, эквивалентное потерям в магнитодиэлектрике; r_м —сопротивление, эквивалентное потерям в меди (м) обмотки катушки.

Величина потерь магнитодиэлектрика в значительной степени зависит от размеров частиц порошка ферромагнетика и характера изоляции между зернами.

Для уменьшения потерь, особенно обусловленных вихревыми токами, необходимо применять возможно более мелкий порошок ферромагнетика с тщательной изоляцией отдельных зерен.

Магнитодиэлектрики характеризуются эффективной магнитной проницаемостью, которая всегда меньше ц ферромагнетика, со­ставляющего основу данного магнитодиэлектрика. Это объясня­ется двумя причинами — наличием неферромагнитной связки и тем, что проницаемость магнитодиэлектриков часто приходится измерять на готовых сердечниках различной конфигурации, а не на кольцевых сердечниках.

Прессованные сердечники применяют в индуктивных катушках фильтров, генераторов, частотомеров, контуров радиоприемников и т. д. Такие катушки должны иметь малый объем при высокой индуктивности и обладать большой добротностью

Q=ωL/r (9.9)

где L—индуктивность; ω—угловая частота; r—активное сопро­тивление катушки.

Введение сердечника в катушку увеличивает ее индуктивность в большей мере, чем возрастает активное сопротивление, зави­сящее от потерь в сердечнике, в связи с чем добротность катуш­ки повышается.

В табл. 9. 7 приведены сравнительные данные катушки без сер­дечника и катушки той же индуктивности с сердечником из магнитодиэлектрика.

Индуктивные катушки с сердечником из магнитодиэлектрика могут обладать переменной индуктивностью, обеспечивающей воз­можность настройки контуров посредством перемещения подвиж­ных сердечников (подстроечннков).

Изделия из магнитодиэлектриков стареют, т. е. изменяют свои характеристики во времени. Стабильность прессованного сердеч­ника зависит от свойств порошкообразного ферромагнетика, ка­чества связки и от воздействия среды, в частности влажного воз­духа и температуры.

Наибольшее распространение получили магнитодиэлектрики, изготовляемые путем прессования из карбонильного же­леза, частицы которого имеют особенно малые размеры и округ­ленную форму, и из размолотого альсифера.

Сердечники на основе карбонильного железа отличаются до­статочно высокой стабильностью, малыми потерями, положитель­ным температурным коэффициентом магнитной проницаемости и могут быть использованы в широком диапазоне частот. Для сердечников из альсифера характерен отрицательный температурный коэффициент магнитной проницаемости.

Таблица 9.7. ИЗМЕНЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ИНДУКТИВНОЙ КАТУШКИ 1000 мкГн ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СЕРДЕЧНИКА ИЗ КАРБОНИЛЬНОГО ЖЕЛЕЗА

Р
ис. 9.17. Сердечники из магнетиков ВЧ, применяемые в радиотехнике

I—открытый; II, III — полузакрытые; IV— закрытый (броневой)

Характеристики

Список файлов учебной работы