Доклад
В настоящее время практически не найти отрасль техники, в которой бы не использовались системы с постоянными магнитами. Будь то радио- или акустика, СВЧ- или компьютерная техника, автоматика или измерительная техника, электро- или теплоэнергетика, металлургия или строительство, авто- или железнодорожный транспорт, медицина или сельское хозяйство, обогащение руд, очистка сыпучих продуктов от посторонних включений — всюду мы встречаем постоянные магниты. Они стали неотъемлемой частью нашей жизни.
Двигатели и генераторы, тормозные устройства и устройства бесконтактной передачи положения, захваты и подвесы, сепараторы и дефектоскопы, системы безопасности и замки — вот далеко не полный перечень технических устройств, в которых применяются постоянные магниты.
Классификация магнитных материалов
Термины «магнитомягкие» и «магнитотвердые» не относятся к механическим свойствам материала. Некоторые механически твердые материалы являются магнитомягкими, а механически мягкие материалы могут относится к магнитотвердым. Основанием для деления магнитных материалов на магнитомягкие и магнитотвердые являются следующие особенности
Магнитотвердые материалы служат для изготовления постоянных магнитов.
. Общие сведения. К магнитотвердым материалам относятся магнитные материалы с широкой петлей гистерезиса и большой коэрцитивной силой Нс
Магнитная проницаемость (магнитотвердых материалов значительно меньше, чем у магнитомягких. Чем «тверже» магнитный материал, т.е. чем выше его коэрцитивная сила Нс, тем меньше его магнитная проницаемость.
Максимальная удельная магнитная энергия (мах является важнейшим параметром при оценке качества магнитотвердых материалов.
По составу и способу получения магнитотвердые материалы, применяемые для изготовления постоянных магнитов, подразделяют на литые, порошковые и прочие.
Литые материалы на основе сплавов
Литые 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. Магнитотвердые литые материалы получают в результате дисперсионного твердения сплава при его охлаждении с определенной скоростью от температуры плавления до температуры начала распада. Наиболее распространенными являются сплавы железо - никель – алюминий, легированные медью Cu и кобальтом Со.
Марки этих материалов содержат буквы Ю и Н, указывающие на наличие в них алюминия и никеля. При использовании легирующих металлов в обозначение марок вводят дополнительные буквы, которые соответствуют этим металлам, например, сплав системы железо - никель - алюминий, легированный кобальтом, имеет марку ЮНДК.
Порошковые магнитотвердые материалы
Порошковые магнитотвердые материалы применяют, как правило, 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.
Металлопластические магниты имеют пониженные магнитные свойства по сравнению с литыми магнитами, однако они обладают большим электрическим сопротивлением, малой плотностью, меньшей стоимостью.
Получают металлопластические магниты, как и металлокерамические, из металлических порошков, которые прессуют вместе с изолирующей связкой и нагревают до невысоких температур, необходимых для полимеризации связующего вещества.
Магниты из микропорошков марганец-висмут (Mn-Bi) получают прессованием специально подготовленного микропорошка. Для этого марганцево-висмутовый сплав (23 % Mn; 77 % Bi) подвергают механическому дроблению до получения частиц однодоменных размеров (5 ¸ 8 мкм). Пропуская порошок через магнитный сепаратор, отделяют ферромагнитную фазу Mn-Bi от немагнитных частиц марганца и висмута. В результате прессования микропорошка ферромагнитной фазы при температуре примерно 300 °С в магнитном поле получают магниты, которые состоят из отдельных частиц с одинаковой ориентацией осей легкого намагничивания. Железные и железокобальтовые магниты из микропорошков железа Fe и сплава Fe-Co изготавливают с применением химических способов получения частиц нужного размера. Из полученного порошка магниты прессуют и пропитывают раствором смол. Пропитка повышает коррозийную стойкость железосодержащих магнитов.