Головна

Основні магнітні властивості матеріалів

  1. B. Основні ефекти
  2. I. Основні завдання
  3. I. Основні завдання ЗОВНІШНЬОЇ ПОЛІТИКИ
  4. I. Основні лінії зв'язку педагогіки з соціологією. Мікро- та макроанализ 1 сторінка
  5. I. Основні лінії зв'язку педагогіки з соціологією. Мікро- та макроанализ 2 сторінка
  6. I. Основні лінії зв'язку педагогіки з соціологією. Мікро- та макроанализ 3 сторінка
  7. I. Основні лінії зв'язку педагогіки з соціологією. Мікро- та макроанализ 4 сторінка

До основних магнітним характеристикам матеріалів відносяться магнітна сприйнятливість, магнітна індукція і магнітна проникність.

магнітна сприйнятливість к атомів величина, що характеризує зв'язок намагніченості речовини J з напруженістю магнітного поля Н:

к = J / H. (4.20)

Рівняння (4.20) не поширюється на ферромагнетики.

Магнітна сприйнятливість може бути як позитивною, так і негативною. Негативною магнітною сприйнятливістю мають Діамагнетик (вони намагнічуються проти поля) позитивною - парамагнетики і феромагнетики, (вони намагнічуються по полю).

Магнітна сприйнятливість характеризує здатність речовин до намагнічування під дією магнітного поля. Вона визначається, головним чином, змістом феромагнітних включень, а також їх формою, розміром і розташуванням відносно один одного. Магнітна сприйнятливість одного і того ж речовини змінюється в залежності від величини магнітного поля і його магнітної передісторії, так як в процесі намагнічування в феромагнітних включених можуть відбуватися оборотні і необоротні явища. З урахуванням останнього розрізняють оборотну и необоротну магнітну сприйнятливість.

магнітна індукція В - Середнє результуюче магнітне поле речовини, що представляє собою середнє значення сумарної напруженості мікроскопічних магнітних полів, створених окремими електронами і іншими елементарними частинками, Тл:

В = ?o(H + J) , (4.21)

де ?o = 1,257.10-6 Гн / м -магнітна постійна.

магнітна проникність? - величина, що показує, у скільки разів збільшується (зменшується) магнітна індукція в речовині при впливі магнітного поля напруженістю Н.

Магнітна проникність феромагнетиків складно залежить від Н. Розрізняють (рис. 4.15) початкову магнітну проникність ?н, вимірювану в дуже слабких магнітних полях - при значеннях напруженості магнітного поля Н, Близьких до нуля, і максимальну магнітну проникність ?.м.

Мал. 4.15. крива намагнічування

Параметрами магнітної проникності є: відносна магнітна проникність ?. і абсолютна магнітна проникність, Гн / м:

µа = ?о ?. (4.22)

Між величинами магнітної сприйнятливості і магнітної проникності існує залежність:

к = ? - 1. (4.23)

Графічне зображення залежності намагніченості феромагнетика від напруженості зовнішнього магнітного поля називається кривої намагнічування(Див. Рис. 4.15). Криві намагнічування визначають характеристики магнітних матеріалів і служать для розрахунків магнітних кіл електромагнітів, магнітних пускачів, реле та інших електротехнічних пристроїв і приладів.

Криві намагнічування феромагнітних матеріалів при перемагничивании утворюють петлю магнітного гистерезиса(Якщо спочатку ненамагніченого речовина намагнітити до насичення, а потім зменшувати і знову збільшувати напруженість магнітного поля. То зміна індукції не наслідуватиме початкової кривої). Площа петлі магнітного гістерезису пропорційна енергії, що втрачається в зразку на його нагрівання за один цикл зміни поля (гістерезисна втрати). Характерними точками магнітного гистерезиса є коерцитивної сила и залишкова намагніченість.

коерцитивна сила Нс - Значення напруженості магнітного поля, в якому феромагнітний зразок, спочатку намагнічений до насичення, повністю розмагнічується.

Коерцитивна сила, на відміну від намагніченості насичення, є структурно чутливим властивістю. Наявність в зразках домішок і інших дефектів кристалічної решітки ускладнює рух кордонів магнітних доменів і тим самим підвищує коерцитивної силу. Чисті метали, а також тверді розчини, які не зазнають упорядкування, як правило, характеризуються низькою коерцитивної силою. Застосування пластичної деформації підвищує коерцитивної силу цих металів і сплавів, але по абсолютній величині вона залишається невисокою.

У сплавів з гетерогенною структурою коерцитивної сила підвищена: при цьому тим більше, чим вище дисперсність структури. Зростання коерцитивної сили особливо значний при високій дисперсності феромагнітної фази, кожна частка якої є однодоменних і анізотропної. Коерцитивної силу також збільшує зростання мікронапруг і щільності дислокацій, як, наприклад, в разі гарту стали на мартенсит.

залишкова намагніченість Вr - Величина намагніченості, яку ферро- або феррімагнітном матеріал має при напруженості зовнішнього поля, що дорівнює нулю.

Залишкова намагніченість обумовлена ??затримкою зміни намагніченості при зменшенні напруженості (після попереднього намагнічування зразка) через вплив магнітної анізотропії та структурних неоднорідностей зразка. Найбільш стійкою залишкової намагніченістю мають матеріали з високою коерцитивної силою. При нагріванні феромагнітних матеріалів вище температури, що перевищує точку Кюрі, вони втрачають залишкову намагніченість. До зменшення залишкової намагніченості призводять також механічні струсу і вібрації.

Всі матеріали по величинам магнітних сприйнятливості і проникності діляться на феромагнітні ? ? 1, к > 0), парамагнітні (?> 1, к > 0) і діамагнітниє (? <1, к <0).

Величина магнітної сприйнятливості для пара- і діамагнітних матеріалів дуже мала (10-4... 10-6); для феромагнітних матеріалів (металів перехідних груп) - від декількох десятків до тисяч одиниць, причому вона сильно і складним чином залежить від напруженості намагнічує поле.

За величиною магнітної проникності існує поділ електротехнічних матеріалів на немагнітні и магнітні.

немагнітні матеріали- Пара-, діа- і слабоферромагнітние матеріали з магнітною проникністю менше 1,5. До немагнітним матеріалів відноситься більшість металів і сплавів (в тому числі деякі стали), полімери, дерево, скло і т.д.

магнітні матеріаликласифікують по їх фізичну природу и величиною коерцитивної сили.

За фізичну природу магнітні матеріали ділять (галузеве розподіл) на три групи: металеві матеріали, неметалеві матеріали и магнітодіелектрики.

До неметаллическим магнітним матеріалів відносяться ферити - Феррімагнітниє матеріали, одержувані з порошкоподібної суміші оксидів деяких перехідних металів і оксиду заліза шляхом пресування з подальшим спіканням. За магнітними властивостями ферити аналогічні феромагнетика.

магнітодіелектрики- Композиційні матеріали, що складаються з 70 ... 80% порошкоподібного магнітного матеріалу (феро або феримагнетика) і 30 ... 20% діелектричного матеріалу (наприклад, полістиролу, гуми та ін.). Магнітодіелектрики застосовуються в приладобудуванні (постійні магніти, еластичні герметизатори для рознімних з'єднань і ін.).

Ферити і магнітодіелектрики відрізняються від металевих магнітних матеріалів високими значеннями об'ємного питомої опору (?0 = 10 ... 108 Ом.м), що різко знижує втрати на вихрові струми. Це дозволяє використовувати дані матеріали в техніці високих частот. Крім того, ферити мають стабільністю своїх магнітних характеристик в широкому діапазоні частот.

За величиною коерцитивної сили магнітні матеріали діляться на матеріали:

магнітно-м'які - Не більше 4 А / м;

магнітно-тверді {магнітно-жорсткі) - Більше 4 А / м.

Магнітно-м'які матеріалинамагнічуються до насичення і перемагнічуються у відносно слабких магнітних полях напруженістю Н ~ 8 ... 800 А / м (~ 0,1 ... 10 Е). При температурах нижче точки Кюрі ці матеріали спонтанно намагнічені, але зовні не проявляють магнітних властивостей, так як складаються з хаотично орієнтованих намагнічених до насичення доменів. Магнітно-м'які матеріали мають відносно великими значеннями магнітної проникності, малої коерцитивної силою і відносно великий індукцією насичення. Ці матеріали відрізняються малими втратами на гістерезис і вихрові струми на один цикл намагнічування.

До магнітно-м'яким матеріалам відносяться: чисте (електромагнітне) залізо, листова електротехнічна сталь, залізо-армко, пермаллои (железонікелевие сплави) і ін .; металеві скла і деякі ферити. До магнітно-м'яким матеріалам спеціального призначення відносяться термомагнітні сплави і магнітострикційні матеріали.

Магнітно-м'які матеріали застосовуються для виготовлення магнітопроводів трансформаторів, електричних машин і апаратів, магнітних екранів і ін., Де потрібне швидке намагнічування з малими втратами енергії. Термомагнітні матеріали служать для компенсації температурних змін магнітних потоків в магнітних системах приладів, а магнітострикційні матеріали - для перетворення електромагнітної енергії в механічну.

Магнітно-тверді матеріалинамагнічуються до насичення і перемагнічуються в порівняно сильних магнітних полях, напруженістю в тисячі і десятки тисяч А / м. Вони відрізняються широкою гистерезисной петлею, тобто мають велику коерцитивної силою і великою залишковою індукцією. Ці матеріали, будучи намагніченими, можуть тривалий час зберігати повідомлену їм енергію, тобто можуть служити джерелами постійного магнітного поля. Магнітно-тверді матеріали оцінюють ще величиною максимальної питомої енергії Wм (Енергії, створюваної магнітом в повітряному зазорі в режимі намагнічування між полюсами магніту і віднесеної до одиниці об'єму магніту): Wм = = ВН / 2, Дж / м3.

До металевих магнітно-твердим матеріалам ставляться леговані стали, гартувати на мартенсит; спеціальні сплави на основі Fe-Ni-Al і Fe-Ni-Co, легованих міддю, титаном, ніобієм і ін. Велике значення в техніці придбали порошкові сплави і ферити. Як магнітно-твердих матеріалів використовуються також магнітопластии магнітоеластиз порошків сплавів і феритів з в'язкою з пластмас і гуми.

Магнітно-тверді матеріали застосовуються для виготовлення постійних магнітів.




Дислокаційний механізм пластичної деформації | руйнування металів | Випробування на розтяг | Випробування на вигин | Випробування на твердість | Механічні властивості, які визначаються при динамічних навантаженнях | Механічні властивості, які визначаються при змінних (циклічних) навантаженнях | довговічність полімерів | Загальні відомості | Основні характеристики діелектричних матеріалів |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати